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·170 智能系统学报 第9卷 克自评量表平均分为16.43,高于于正常组的平均 利用各个通道EEG快速傅里叶变换后各个频 分,经t检验与正常组差异显著。抑郁症未用药组 带的电压密度值分别计算(FP1-P)/P3、(F3 与抑郁症用药组严重度评定表的平均分数、汉密尔 P)/P、(FP2-P4)/P4、(F-P)/P以比较大脑 顿抑郁量表平均分数、抑郁快速评估量表分数、特质 前后部信号比的变化。其中(FP1~P3)/P3、(F3 焦虑问卷平均分数见表1。可以看出抑郁症用药组 P,)/P,值的正负可以比较左半球脑前后部电活动 的所有量表的平均分数都低于抑郁症未用药组。这 的强弱,(FP2-Pa)/P4、(F,-P)/P4值的正负可 可能是药物的疗效。 以比较右半球前后部电活动的强弱。最后用SPSS 2.2.EEG记录与实验情况 软件进行统计分析。 被试者记录EEG时,坐在柔软的椅子上,室内光 线较弱,环境较安静。记录EEG时被试者闭眼,安静 地坐着。记录时间为8min。为了避免被试者受实验 前事件或环境的刺激,分析数据时只选择第5到第8 分钟的EEG进行分析。记录EEG使用的通道是10- 20国际系统中的FP1、FP2、F,、F4、P3、P4共6个通 道。其中Fp、Fp2、F、F,位于大脑前部额叶,P、 图1EG快速傅里叶变换并且划分7个频带后频谱图 P4位于后部顶叶。FP1、F,、P分别于F2、F4、P4左 Fig.I FFT based voltage density in seven frequency bands 右半球对称位置。所有的电极与头皮之间的阻值都 在5OO0D以下。记录EEG的设备为Brain Vision 3结果分析 Recorder,采样频率为500Hz: 表2可以看出正常组的分析结果。除了alpha2 2.3数据分析 频带(F3-P3)/P3的平均值为负,(F-P,)/P,的 数据分析首先使用的是Brain Vision Analyser 值为负外,其他各频带的平均值都为正。这表明正 软件。1)将原始数据导入该软件;2)为设置参考电 常人脑前部的电压密度大于脑后部的电压密度,脑 极,将Tpg、Tpo2通道设置为参考电极;3)眼电纠 前部的神经电活动强于脑后部。 正,将眨眼或眼动带来的肌电影响进行纠正:4)伪 表3为抑郁症未用药组的分析结果,除了 迹去除,去除掉由于设备或被试者动作带来的伪差 pha2频带的(F4-Pa)/P,为0,delta频带的(F4- 信号:5)滤波,根据所要分析的信号频率,适当设定 P.)/P4为0.266,gamma频带的(Fp2-P,)/P4、 波形带宽,滤除不必要的信号:6)分段,根据标志将 (F4-P4)/P4分别为0.708、0.085外,其他大部分均 要进行进一步分析的脑电信号提取出来,将截取8 值都为负值。这表明抑郁症未用药病人脑前部电压 ninEEG的后3min:7)快速傅里叶变换(FFT),将时 密度小于脑后部的电压密度,脑前部的神经电活动 域的信号转换为频域的信号。F℉T后的单位为电压 弱于脑后部。表4为抑郁症用药组的分析结果,每 密度:8)划分频带并导出数据。频带是这样划分 个频带都有负值和正值。并且(FP1-P3)/P,、 的:delta频带(0.5~3.5Hz),theta频带(4~7Hz), (F3-P3)/P3、(FP2-P4)/P4、(F4-P4)/P4这几 alphal频带(7.5~9.5Hz),alpha2频带(10~12 项计算中数值也有正有负,但是正值的地方比抑郁 Hz),betal频带(13~23Hz),beta2频带(24~34 症未用药组多,比正常组少。表2~4中括号内为标 Hz),gamma频带(35~45Hz)。图1表示各个频带 准差。 对应的电压密度,之后将各个频带的面积分别导出。 表2正常组各频带前后部电压密度比较 Table 2 The compare of the anterior and posterior brain voltage density in each band in the normal controls group 参数 (P1-P,)/P3(F3-P3)/P3(FP2-P)/P4(F4-P)/P4 alphal 0.359(0.381) 0.194(0.101) 0.341(0.244) 0.098(0.279) alpha2 0.101(0.325) -0.057(0.266) 0.110(0.275) -0.100(0.278) betal 0.481(0.486) 0.174(0.096) 0.428(0.245) 0.121(0.195) beta2 0.894(0.817) 0.309(0.198) 0.752(0.353) 0.234(0.248) delta 1.163(1.026) 0.357(0.149) 1.297(1.300) 0.252(0.268 gamma 0.603(0.348) 0.179(0.119) 0.534(0.436) 0.187(0.119) theta 0.799(0.453) 0.569(0.264) 0.821(0.416) 0.423(0.313)克自评量表平均分为 16.43,高于于正常组的平均 分,经 t 检验与正常组差异显著。 抑郁症未用药组 与抑郁症用药组严重度评定表的平均分数、汉密尔 顿抑郁量表平均分数、抑郁快速评估量表分数、特质 焦虑问卷平均分数见表 1。 可以看出抑郁症用药组 的所有量表的平均分数都低于抑郁症未用药组。 这 可能是药物的疗效。 2.2. EEG 记录与实验情况 被试者记录 EEG 时,坐在柔软的椅子上,室内光 线较弱,环境较安静。 记录 EEG 时被试者闭眼,安静 地坐着。 记录时间为 8 min。 为了避免被试者受实验 前事件或环境的刺激,分析数据时只选择第 5 到第 8 分钟的 EEG 进行分析。 记录 EEG 使用的通道是 10⁃ 20 国际系统中的 Fp1 、 Fp2 、 F3 、 F4 、 P3 、 P4 共 6 个通 道。 其中 Fp1 、 Fp2 、 F3 、 F4 位于大脑前部额叶, P3 、 P4 位于后部顶叶。 Fp1 、 F3 、 P3 分别于 Fp2 、 F4 、 P4 左 右半球对称位置。 所有的电极与头皮之间的阻值都 在 5 000 Ω 以下。 记录 EEG 的设备为 Brain Vision Recorder,采样频率为 500 Hz。 2.3 数据分析 数据分析首先使用的是 Brain Vision Analyser 软件。 1)将原始数据导入该软件;2)为设置参考电 极,将 Tp9 、Tp10 2 通道设置为参考电极;3) 眼电纠 正,将眨眼或眼动带来的肌电影响进行纠正;4) 伪 迹去除,去除掉由于设备或被试者动作带来的伪差 信号;5)滤波,根据所要分析的信号频率,适当设定 波形带宽,滤除不必要的信号;6)分段,根据标志将 要进行进一步分析的脑电信号提取出来,将截取 8 minEEG 的后 3 min;7)快速傅里叶变换(FFT),将时 域的信号转换为频域的信号。 FFT 后的单位为电压 密度;8) 划分频带并导出数据。 频带是这样划分 的:delta 频带(0.5 ~ 3.5 Hz), theta 频带(4 ~ 7 Hz), alpha1 频带 ( 7. 5 ~ 9. 5 Hz), alpha2 频带 ( 10 ~ 12 Hz),beta1 频带( 13 ~ 23 Hz), beta2 频带( 24 ~ 34 Hz), gamma 频带(35~45 Hz)。 图 1 表示各个频带 对应的电压密度,之后将各个频带的面积分别导出。 利用各个通道 EEG 快速傅里叶变换后各个频 带的电压密度值分别计算( Fp1 - P3 ) / P3 、 (F3 - P3 ) / P3 、( Fp2 - P4 ) / P4 、( F4 - P4 ) / P4 以比较大脑 前后部信号比的变化。 其中( Fp1 ~ P3 ) / P3 、 (F3 - P3 ) / P3 值的正负可以比较左半球脑前后部电活动 的强弱,( Fp2 - P4 ) / P4 、( F4 - P4 ) / P4 值的正负可 以比较右半球前后部电活动的强弱。 最后用 SPSS 软件进行统计分析。 图 1 EEG 快速傅里叶变换并且划分 7 个频带后频谱图 Fig.1 FFT based voltage density in seven frequency bands 3 结果分析 表 2 可以看出正常组的分析结果。 除了 alpha2 频带( F3 - P3 ) / P3 的平均值为负,( F4 - P4 ) / P4 的 值为负外,其他各频带的平均值都为正。 这表明正 常人脑前部的电压密度大于脑后部的电压密度,脑 前部的神经电活动强于脑后部。 表 3 为抑郁症未用药组的分析结果,除了 al⁃ pha2 频带的( F4 - P4 ) / P4 为 0,delta 频带的( F4 - P4 ) / P4 为 0. 266, gamma 频带的 ( Fp2 - P4 ) / P4 、 ( F4 - P4 ) / P4 分别为 0.708、0.085外,其他大部分均 值都为负值。 这表明抑郁症未用药病人脑前部电压 密度小于脑后部的电压密度,脑前部的神经电活动 弱于脑后部。 表 4 为抑郁症用药组的分析结果,每 个频 带 都 有 负 值 和 正 值。 并 且 ( Fp1 - P3 ) / P3 、 ( F3 - P3 ) / P3 、( Fp2 - P4 ) / P4 、( F4 - P4 ) / P4 这几 项计算中数值也有正有负,但是正值的地方比抑郁 症未用药组多,比正常组少。 表 2 ~ 4 中括号内为标 准差。 表 2 正常组各频带前后部电压密度比较 Table 2 The compare of the anterior and posterior brain voltage density in each band in the normal controls group 参数 ( Fp1 -P3 ) / P3 ( F3 - P3 ) / P3 ( Fp2 - P4 ) / P4 ( F4 - P4 ) / P4 alpha1 0.359(0.381) 0.194(0.101) 0.341(0.244) 0.098(0.279) alpha2 0.101(0.325) -0.057(0.266) 0.110(0.275) -0.100(0.278) beta1 0.481(0.486) 0.174(0.096) 0.428(0.245) 0.121(0.195) beta2 0.894(0.817) 0.309(0.198) 0.752(0.353) 0.234(0.248) delta 1.163(1.026) 0.357(0.149) 1.297(1.300) 0.252(0.268) gamma 0.603(0.348) 0.179(0.119) 0.534(0.436) 0.187(0.119) theta 0.799(0.453) 0.569(0.264) 0.821(0.416) 0.423(0.313) ·170· 智 能 系 统 学 报 第 9 卷
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