【摘 要】
:
手部肢体运动障碍是脑卒中患者经常并发的症状,鉴于手部肢体功能在生活工作中占有相当大的比重,因此有效恢复手部功能对脑卒中患者的康复治疗具有重要意义。目前研究表明脑卒中后中枢神经损伤的功能恢复及其重塑的机制都还未完全明确,但是越来越多成果表明,不同的脑区在功能上既相互分离同时又相互整合。脑功能网络是对大脑结构中不同脑区之间动态活动交互整合的直观描述。鉴于脑功能网络可以整合不同脑区信息的特性,可以从整体
论文部分内容阅读
手部肢体运动障碍是脑卒中患者经常并发的症状,鉴于手部肢体功能在生活工作中占有相当大的比重,因此有效恢复手部功能对脑卒中患者的康复治疗具有重要意义。目前研究表明脑卒中后中枢神经损伤的功能恢复及其重塑的机制都还未完全明确,但是越来越多成果表明,不同的脑区在功能上既相互分离同时又相互整合。脑功能网络是对大脑结构中不同脑区之间动态活动交互整合的直观描述。鉴于脑功能网络可以整合不同脑区信息的特性,可以从整体上表征手部肢体运动障碍大脑皮层的变化,对其进行分析有助于临床对肢体运动障碍患者进行早期预防及康复干预,同时也可以为患者的病理机制提供一些新的视角,拓展复杂大脑网络的理论研究,因此本文以脑功能网络为载体进行手部肢体运动障碍的研究。本文的主要内容和创新点如下:(1)提出了一种手部肢体运动的脑网络综合特征。对健康、患者受试手部肢体不同动作的脑功能网络分析发现,肢体动作主要激活的都是大脑皮层的对侧区域,对于特定的动作(握拳、屈腕和屈肘)则是对侧区域的各子区域激活程度不一。根据此现象,本文将脑网络分为左、右脑网络,直观展现出左右手动作的差异性,并借助左、右脑网络的网络特征:平均节点度、平均路径长度以及平均聚类系数来表征。由于左、右脑网络相对独立的分析方法忽略了脑电信号的复杂度,因此本文又将脑网络和C3、C4导联处的脑电信号(EEG)的样本熵特征结合起来,构筑了分布性和指向性兼具的特征向量,使之既有全局考虑,又能突出重点,更能全面地反映左、右手肢体运动所激活大脑皮层的生理电活动特征。(2)将脑肌相干特征融入到脑功能网络的构建,提出了一种基于最小生成树和区域网络的脑功能双层网络构建方法。当受试执行手部肢体动作时必然存在大脑皮层和肌肉功能耦合关系,因此本文采用相干函数来计算脑肌相干系数,并定义脑电-肌电相干(Corticomuscular Coherence,CMC)强度指标来定量EEG与肌电信号(EMG)之间的耦合强度。本文通过加权耦合强度对32导联的EEG信号和目标运动肢体相关肌肉EMG信号相干性强弱进行排序,给出健康、患者受试各动作下的核心导联组合。脑网络的最小生成树将32导联连接起来,确保原始网络的索引结构和概要信息并保证了网络连通性。由于最小生成树不具备小世界网络特性,本文提出根据核心导联组合构建区域网络。区域网络着重反映脑肌相干特征在网络中的具体表现,突出了各手部肢体动作模式的个性化网络特点。本文分别提取了最小生成树的直径和平均离心率,区域网络的平均节点度、平均聚类系数和平均路径长度作为双层网络的特征,用来表征多类手部肢体动作的分类信息。(3)在不同的角度对手部肢体动作的EEG信号进行特征提取的基础上,考虑到不同的特征之间存在关联性,因此本文引入了核典型相关分析KCCA融合算法分别对脑功能网络特征和样本熵、最小生成树和区域网络特征进行融合并输入到支持向量机(SVM)中进行分类。实验结果表明,不同的特征向量经过融合后较单一特征识别平均准确率均有所提高,佐证了本文所提特征的合理性,其中经过KCCA融合算法后效果最明显,同时也表明了本文基于全局特征和局部特征相结合的特征提取思路是正确的。更为重要的是,对于手部肢体运动,实验结果证明了融合脑肌相干特征构建的双层网络更能有效表征皮层肌肉功能耦合关系,体现神经-肌肉间的内在生理特性,为肢体运动障碍患者康复治疗提供了新的思路。
其他文献
目前电介质储能材料的研究往往都致力于获得较高的储能,忽视了应用中最为重要的一点,一种成熟应用材料的前提和根本是性能稳定。本文为了研究薄膜性能稳定性,制备出了大面积的复合薄膜。聚合物电介质储能材料往往由于介电常数的限制而得不到高储能,阻断了研究的脚步。为了获得高储能、高效率同时拥有良好的耐高温性的介电材料,本文以聚合物材料中拥有相对较高介电常数的PVDF为基底,添加耐高温的线性聚合物PMMA、ABS
使用白云鄂博混合稀土(MM)制备MM-Fe-B永磁体,不仅可以大幅降低稀土永磁的生产成本,还可以避免稀土分离对环境造成的污染,有利于稀土资源的高效、平衡利用。然而,现有的研究指出MM-Fe-B永磁存在矫顽力低、在高温环境下性能较低,难以产业化等问题。本文在总结前人研究的基础上,通过在MM-Fe-B磁体中引入Co元素提高热稳定性,加入Ga元素以改善微观结构从而增加矫顽力。首先采用氩弧熔炼和甩带的方法
在低噪声应用的驱动下,满阱容量(FWC)已被广泛用于阐明互补金属氧化物半导体图像传感器(CIS)的pinned光电二极管(PPD)的成像特性,它影响CIS的信噪比、灵敏度、分辨率和动态范围等。因此,需要为PPD的满阱容量建立精确的物理模型以便充分了解PPD特性。但是,现有研究只是建立了满阱容量依赖于温度、N阱掺杂浓度和光的波长的模型,忽视了界面态陷阱能级分布对满阱容量的影响。而且现有研究在分析界面
电磁场量具有自旋属性,可被用于操控光及电磁波的传播行为,在微波RF前端、光子系统等方面具有潜在的广泛应用。相比于传统研究下的纵向自旋,具备横向自旋特征的电磁态允许人们通过平面内结构操控同样受限于该平面内的波动传播,在光子的操控方面具有体制优势,具有巨大的应用潜力。在以往研究中,横向自旋都是在边界受限系统中实现的,如表面等离子体激元、干涉场以及聚焦场。但此类横向自旋光子态一旦脱离这些限制条件,其具备
随着电子设备的发展呈现出小型化,可穿戴,以及便携化的趋势,使得物联网技术更贴近人们的生活。但如何为其终端的亿万数量级别的传感器提供可持续的,分布式电源是目前需要解决的一大难题。利用周围环境转换能量被认为是最有前途的方法,以提高传感设备在不同场景的生存能力。其中摩擦纳米发电机,作为低频下的机械能收集装置,显示出巨大的应用前景。然而摩擦纳米发电机的输出性能由摩擦材料的表面电荷密度决定,因此人们常采用化
汽车工业在过去几十年中进步巨大。高级驾驶辅助系统能提高驾驶舒适性与安全性,依赖于准确的车辆侧向动力学状态,而这无法通过经济的方式直接测量,需要通过合适的算法在线估计。在不同的路面情况下,车轮与地面相互作用力的变化会对线控转向性能产生影响,已有的算法对这部分扰动力矩有较强的鲁棒性,但没有进行针对性的补偿,对这部分扰动力矩进行估计补偿有助于提高车辆转向部分的操纵性能。三电平逆变器在电动汽车中被用于取代
5G,也就是第五代移动通信技术,已经发展成当前通信领域的一个研究热点。随着5G技术的普及,无线通信技术朝着高功率、高频率方向不断发展,射频功率器件也得到了更加广泛的应用。射频电路设计依赖于器件模型的准确表征,而射频在片测试是器件特性精确表征的基础。完整的器件测试不仅是传统的小信号S参数测试,还包括在较大的输入信号激励下的器件非线性特性测试。因此本文在对小信号S参数进行简要介绍的基础上,对射频功率器
过去的几十年中,互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺主导了主流的半导体集成电路(IC)技术。控制短沟道效应、提高工作速度、降低功耗密度和提升制造良率已成为当今纳米级IC的关键挑战。一方面,电路的速度/频率以及动态功耗受到时序特性的极大影响,动态响应时间成为IC设计关注的主要问题;另一方面,制造过程中本征工艺变化在IC中也起着重要影响。尤其是当技术节点进入到纳米尺度之后,掺杂和注入引起的沟道离子位置
当前,空间信息网络因在覆盖面积、组网速度等方面具有较明显优势而成为研究热点。但其仍存在误码率较高、链路带宽和功率受限等问题。针对上述问题,本论文主要开展了中继协作优化及物理层网络编码协作研究。首先,简介了空间信息网络背景、研究意义和国内外研究现状。然后,分析了协作通信模型和中继协作,并引入了门限辅助判决的快速Z转发(DT-FZF)协作。之后,在现有物理层网络编码(PNC)基础上,提出了一种选择软消
目前我国大部分高速公路收费站口已经采用了电子不停车收费系统。电子不停车收费系统的使用,可大大提升通车的速度。但在实际使用过程中,电子不停车收费系统还存在着跟车干扰、邻道干扰等一些问题。这些问题严重影响着高速路口的通车速度,因此路侧单元天线性能的提升是非常重要的。基于以上的目的,本文对路侧单元阵列天线进行了研究与设计,主要内容如下:1.设计了不等幅路侧单元阵列天线。1)首先设计了等幅路侧单元阵列天线