Фрактальный анализ электрической активности головного мозга при генерализованной эпилепсии

• Автор: Аристов, Антон Викторович
• Шифр специальности: 03.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 158 с. : ил.

Содержание
Содержание
Введение
Глава I. Обзор литературы
1.1 Исследования эпилепсии
1.2 О значении изучения ЭЭГ
1.3 Приложение математических инструментов для решения узких задач, связанных с ЭЭГ и формулируемых медициной и физиологией
1.4 Основные исследования предсказуемости приступов
1.5 О значении анализа длительных записей ЭЭГ и возможностях совместной работы лабораторий
1.6 Механизм иктогенеза
1.7 Система с положительной обратной связью - современные разработки
1.8 Статистический и алгоритмические подходы при анализе временных рядов40
1.9 Применяемые алгоритмы
1.10 Терминология
1.11 Требования к данным
1.12 Чувствительность и специфичность алгоритмов
1.13 Алгоритмы, примененные в работе
1.13.1 Автокорреляционная функция
1.13.2 Корреляционная сумма
1.13.3 Корреляционная размерность
1.14 Принцип фазового пространства
1.15 Условия использования методов нелинейной динамики
1.16 О значении понимания природы приступа и важности статистического анализа при построении алгоритма
1.17 Тип ЭЭГ: внутричерепная или поверхностная запись?
Цели и задачи исследования
Глава II. Материалы и методы
2.1 Физиологический эксперимент
2.2 Методика стереотаксического вживления электродов с последующей ЭЭГ-регистрацией разрядов
2.3 Методика математических вычислений
2.3.1 Вычисление автокорреляционной функции временного ряда в скользящем окне
2.3.2 Вычисление корреляционной размерности
Глава III. Результаты и их обсуждение
3.1 Результаты разработки программного комплекса для корреляционного анализа ЭЭГ
3.2 Результаты предварительного анализа ЭЭГ экспериментальных крыс линии WAG/Rij
3.3 Результаты анализа с выбранными параметрами непрерывной записи электрической активности мозга крыс
3.4 Результаты анализа участков ЭЭГ на основании заданной размерности (обратная задача)
3.5 Результат визуальной реконструкции аттракторов, характерных для иктального и интериктального интервала
3.6 Результат тестирования разработанной методики на ЭЭГ человека
Заключение
Выводы
Приложение
Список литературы

«...Особенно тяжелой эпилепсию делает непредсказуемость, не дающая вам покоя всю жизнь. Вы никогда не знаете, когда приступ наступит снова и вновь начнется хаос. То, что утро сегодня чудесное, еще совсем не значит, что таким же чудесным окажется и вечер...».
Жд. Муррэй [851
Введение
В конце 90-х годов прошлого столетия приоритетным направлением исследований Американского общества эпилептологов были названы работы, посвященные поиску возможностей «предсказания приступов, их раннего распознавания и купирования». Метод, который позволил бы предсказать момент наступления эпилептических приступов, основываясь на записях ЭЭГ пациентов с заболеванием эпилепсией, открыл бы новые способы лечения. При появлении возможности надежно предсказывать момент наступления приступов, опираясь на динамические изменения ЭЭГ пациентов, стало бы реальным создавать автоматизированные системы с обратной связью для предотвращения приступов. В этом случае изменился бы сам подход к лечению заболевания, и в ряде случаев можно было бы перейти от профилактического долгосрочного лечения антиэпилептическими лекарствами к ЭЭГ-зависимой целенаправленной терапии. К примеру, стало бы возможным использование инъекции быстродействующего антиконвульсанта [176] или применение электрических или других воздействий, приводящих мозговую динамику к состоянию, в котором не будет формироваться приступ.
Эпилепсия - одно из самых распространенных неврологических нарушений, уступающее лишь параличу. Эпилепсия встречается у 0.6-0.8% популяции на Земле [23]. Две трети пациентов добились достаточной степени контроля над заболеванием с помощью антиконвульсантов. Еще 8-10% смогли избавиться от заболевания, прибегнув к операционной

1.7 Система с положительной обратной связью — современные разработки
В настоящий момент многие исследования направлены на разработку купирующей инвазивной системы реагирования, основанной на глубокой подкорковой или кортикальной стимуляции [139,188,133]. Простейшая форма подобной системы могла бы представлять собой один электрод для внутричерепной регистрации ЭЭГ, устройство для обработки данных и возможность электрической стимуляции локального участка мозга с целью коррекции его состояния с предиктального или про-конвульсивного на более стабильное не-иктогенное. Такая ЭЭГ-зависимая система с обратной связью может базироваться на алгоритме предсказания приступа или раннего его распознавания. В отношении алгоритмов раннего распознавания приступов возникает вопрос: может ли на самом деле приступ быть купирован после проявления пик-волновой активности в ЭЭГ или мозг в этой ситуации перешел «точку невозврата» и находится в состоянии, при котором неизбежно разовьется клинический приступ. Первые исследования, посвященные раннему распознаванию приступа с ответной стимуляцией, показали многообещающие результаты, но они рассматриваются как предварительные и не позволяют пока сделать однозначного заключения [55,140,34]. В частности, необходимо доказать, что такая система с положительной обратной связью и стимуляцией дает лучшие результаты, чем стимуляция без обратной связи (например, периодической или запланированной по времени) с точки зрения толерантности и эффективности.
Для системы с положительной обратной связью в качестве стимуляции мозга критическим также является вопрос о том, где должны находиться афферентный и эфферентный электроды, т.е. электроды для регистрации и стимуляции соответственно. Количество электродов и их расположение может быть критичным для раннего распознавания приступа,