基于时频分析的术中体感诱发电位监护

论文摘要

脊柱外科手术是治疗脊柱畸形和脊髓病变的常用手段,而脊柱外科手术有可能伤及脊髓,造成神经损伤,进而导致病人截瘫。为避免事故的发生,手术过程中的脊髓监护非常重要,以便随时了解脊髓功能状态,及早发现损伤并确定损伤部位及其诱因,及时给出纠正措施,防止不可逆神经功能损伤的发生。然而,假阴/阳性监护结果一直是手术医生和监护小组十分关注的问题,因此,对于提高术中脊髓监护可靠性的研究十分必要。本项研究目的在于提取颈椎及脊柱手术中体感诱发电位的时频特征参数,确定时频域特征参数的正常值范围,研究基于时频分析的体感诱发电位监护技术的可靠性。选取1997年1月至2006年1月,颈椎病手术患者62例,其中皮质诱发电位62例(100%),女性20例,男性42例,年龄12～82岁(平均58.3岁);选取1998年9月至2006年1月,脊柱侧弯手术患者183例。其中皮层诱发电位168例有效(92%),女性129例,男39例,年龄7～40岁(平均16.8岁);下皮层诱发电位183例有效(100%),女性144例,男性39例,年龄7～40岁(平均16.69岁)。运用短时傅里叶变换对手术中采集的体感诱发电位进行分析处理,提取信号在时频域的三个特征参数,并与时域分析方法进行比较。本项研究发现,谱峰功率比波幅的变异系数更小,上肢正中神经SEP(C3’,C4’)的谱峰时间以(19.8±3.2)ms为中心,范围是10～29ms,谱峰频率以(125.2±13.0)Hz为中心,范围是90～164Hz;下肢胫后神经SEP(Cz’)的谱峰时间以(41.2±4.1)ms为中心,范围是29～55 ms,谱峰频率以(53.6±6.2)Hz为中心,范围是37～79 Hz;下肢胫后神经SEP(Cv)的谱峰时间以(30.1±2.9)ms为中心,范围是21～39 ms,谱峰频率以(81.8±4.9)Hz为中心,范围是67～111 Hz。本研究表明,运用短时傅里叶变换得到的上肢皮质体感诱发电位及下肢皮层/下皮层体感诱发电位的时频谱具有稳定的时频特征参数分布,谱峰功率比波幅的变异系数更小,时频峰稳定且易于识别,这为建立自动判别标准及临床应用打下了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 脊柱畸形手术及其矫正
• 1.1.1 脊柱的解剖学结构及功能
• 1.1.2 脊髓的解剖学结构及功能
• 1.1.3 脊柱畸形的矫正及其危险性
• 1.2 术中脊髓监护的发展
• 1.2.1 唤醒试验
• 1.2.2 诱发电位监护技术
• 1.3 课题的主要研究内容
• 第二章 体感诱发电位的分析技术
• 2.1 体感诱发电位
• 2.1.1 上肢体感诱发电位
• 2.1.2 下肢体感诱发电位
• 2.2 时域分析
• 2.3 频域分析
• 2.4 时频分析
• 2.4.1 短时傅里叶变换（STFT）
• 2.4.2 Wigner分布
• 2.4.3 Choi-Willarms分布（CWD）
• 2.4.4 锥形分布（CSD）
• 第三章 材料与方法
• 3.1 临床资料
• 3.1.1 上肢体感诱发电位
• 3.1.2 下肢体感诱发电位
• 3.2 方法
• 3.2.1 仪器
• 3.2.2 术中体感诱发电位的记录
• 3.2.3 手术中观察点的设立及各特性指标的引入
• 3.2.4 体感诱发电位信号的时频分析及计算公式
• 3.2.5 统计学方法
• 第四章 实验结果
• 4.1 上肢体感诱发电位
• 4.2 下肢体感诱发电位
• 第五章 讨论
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 发表论文情况说明
• 致谢