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基于電生理信號的靶點(diǎn)定位是立體定向腦神經(jīng)外科手術(shù)的關(guān)鍵技術(shù),本文根據臨床需要,以手術(shù)中微電極記錄的帕金森病人神經(jīng)細胞放電為對象,以獲取放電信號特征為主線(xiàn),以提取核團位置關(guān)聯(lián)因子為目標,實(shí)現對微電極在神經(jīng)核團中的位置實(shí)時(shí)定位,達到精確引導手術(shù)的目的,解決臨床術(shù)中定位難題。本文的主要研究?jì)热菔切盘栴A處理;放電脈沖增強、檢測;脈沖提取、分類(lèi);特征因子求取;微電極術(shù)中定位。經(jīng)過(guò)深入系統的研究,給出了詳細的處理方法和步驟,對一些關(guān)鍵性技術(shù)取得了如下創(chuàng )新性成果。
1、提出了小波變換去噪預處理方法,找出了適合于人腦神經(jīng)放電的小波基和最小分解層數。剔除了神經(jīng)放電信號的基線(xiàn)漂移和高頻噪聲干擾,避免了信號處理引起的放電波形失真。
2、提出了小波系數和非線(xiàn)性能量算子兩種放電增強算法,提出了神經(jīng)放電脈沖檢測和脈沖提取分步獨立實(shí)現的方法。對于信號弱、信噪比低的神經(jīng)放電信號,經(jīng)處理提高了信噪比,克服了放電檢測準確性和放電波形失真的矛盾。
3、提出了自適應閾值新的檢測算法,給出了兩種檢測閾值算法、四種放電檢測方法。提取出了不同核團的腦神經(jīng)放電脈沖,并對神經(jīng)放電脈沖進(jìn)行了分類(lèi),找出了人的神經(jīng)放電持續時(shí)間及其規律。利用模擬神經(jīng)放電驗證了檢測方法的準確性,采用臨床神經(jīng)放電信號驗證了其可靠性。
4、找出了與位置關(guān)聯(lián)的盒子維、檢測閾值、能量調制、峰峰間隔四個(gè)位置特征因子,并給出了具體算法。提出了利用四種因子實(shí)現定位的方法,在腦神經(jīng)外科立體定向手術(shù)中首次提出了合理的定位依據和客觀(guān)的定位技術(shù),同時(shí)還給出了神經(jīng)放電信號的可視化定位方法。
5、提出了關(guān)聯(lián)維無(wú)標度區中心自動(dòng)選取的方法,實(shí)現了關(guān)聯(lián)維的自動(dòng)計算,解決了無(wú)標度區中心選取需要人工干預的難題。
6、設計并構建了動(dòng)物實(shí)驗系統,采集了大鼠的腦神經(jīng)放電信號,驗證了放電脈沖提取和四種特征因子定位方法的可靠性。