[发明专利]一种面向孤独症谱系障碍儿童脑电信号的分析方法

说明书

本发明提供了一种面向孤独症谱系障碍儿童脑电信号的分析方法，包括如下步骤：第一步骤，采用多导联脑电系统进行静息态脑电信号采集，第二步骤，对获得的影像数据进行预处理，第三步骤，采用精确低分辨率脑电磁断层成像技术从头皮电极记录的脑电信号来计算颅内大脑皮层的源活动，获得84个ROI区域的电流密度时间序列；第四步骤，对于每个被试、每个频段及每个ROI的电流密度时间序列分别进行时空特征分析，获得时空特征参数β；第五步骤，检测孤独症谱系障碍儿童和正常儿童这两组被试的时空特征参数β是否有显著的组间差异。本发明的面向孤独症谱系障碍儿童脑电信号的分析方法，能够获取易于孤独症谱系障碍儿童诊断的脑电时空特征参数，辅助医疗工作者完孤独症谱系障碍儿童的初步诊断。

技术领域

本发明是一种面向孤独症谱系障碍儿童脑电信号的分析方法，属于脑影像数据分析的技术领域。

背景技术

孤独症谱系障碍(Autism Spectrum Disorder，ASD)或称“自闭症谱系障碍”、“孤独症”、“自闭症”是一系列神经发育障碍的统称。孤独症最早是1946年由美国医生Kanner发现并命名的。依据美国精神病学会(American Psychiatric Association，APA)2013年出版的《精神疾病诊断与统计手册(第五版)》(Diagnostic and Statistical Manual ofMental Disorders，Fifth Edition，简称DSM-5)的界定，罹患这种疾病的患者通常具有如下特征：社会交往与沟通障碍、狭隘的兴趣和刻板行为，其中社会交往障碍为其核心特征。

功能性磁共振成像(fMRI)被广泛用于ASD的神经机制研究，但是fMRI技术也具有一定的局限性。例如，fMRI信号采集的环境相对封闭，因此可能引起ASD儿童对幽闭环境的恐惧和焦虑。fMRI信号采集时要求受试者保持头部不动，而这对于ASD儿童来说很难实现。这些因素都会导致fMRI信号采集的失败。fMRI技术的另外一个缺点是其时间分辨率相对较差(秒级)。

与此同时，脑电技术用于ASD研究也存在一些局限性，主要体现在：(1)脑电信号相对运动、肌电、心电和眼动等伪迹来说较为微弱，因此需要使用一定的算法矫正相关伪迹。由于孤独症患者(特别是孤独症儿童)的配合性较差、信号伪迹一般较大，这个问题尤为突出；(2)脑电信号分析中参考电极的选取依旧是一个很有争议性的问题；(3)由于容积传导效应的存在，脑电信号的空间分辨率较差。

发明内容

为解决上述fMRI的问题，本发明采用脑电技术。脑电技术用于ASD研究的优点在于：(1)脑电信号的时间分辨率很高(可达到1ms)；(2)可提供从0.1Hz到100Hz左右的丰富的频域信息(颅内脑电可分析100Hz以上的活动)，可以反映实时的神经活动和认知加工过程。

本发明的目的是提供一种面向孤独症谱系障碍儿童脑电信号的分析方法。能够获取易于孤独症谱系障碍儿童诊断的脑电时空特征参数，辅助医疗工作者完成孤独症谱系障碍儿童的初步诊断。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种面向孤独症谱系障碍儿童脑电信号的分析方法，包括以下步骤：

S1.静息态脑电信号采集：

采用多导联脑电系统进行静息态脑电信号采集，获得影像数据；在具有声音与电磁屏蔽功能的房间里，优选地，使用美国EGI公司生产的128导脑电系统进行静息态脑电信号采集，其中参考电极选用Cz，所有电极的电阻均小于40kΩ，取样率为500Hz。

S2.数据预处理：