基于脑电图单变量特征的癫痫发作动态模式分析及其临床诊断价值研究

《Computers in Biology and Medicine》:Analysis of EEG univariate features for epileptic seizures

【字体: 时间:2026年02月03日 来源:Computers in Biology and Medicine CS13

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  本研究通过分析四个公共脑电数据库(180例患者/100例对照/613次发作),系统评估了七种时频域单变量特征在癫痫发作各阶段(发作前/中/后)及健康对照中的差异。结果表明归一化功率谱密度(PSD)是识别发作活动最可靠的指标(p<0.05),同时移动性、复杂性和近似熵(ApEn)的显著变化提示发作期脑电信号不规则性降低。研究为多维度脑电特征联合分析提供了新证据,对癫痫精准诊断具有重要参考价值。

Highlight
本研究通过分析大规模头皮脑电图(EEG)数据,揭示了癫痫发作过程中多个单变量特征的动态变化规律,为探索神经生物标志物提供了新视角。
Materials and methods
本节详细介绍了数据来源、预处理流程、特征提取与分析方法。图1展示了方法学整体框架,涵盖四个EEG数据库的整合、七种时频域特征(包括偏度、峰度、移动性、复杂性、Katz分形维数、近似熵及归一化功率谱密度)的计算,以及基于非参数统计检验的比较方案。
Results
实验结果显示:
  1. 1.
    发作期归一化功率谱密度(PSD)在所有频段(δ/θ/α/β/γ)均呈现显著升高(p<0.05);
  2. 2.
    熵类指标(如近似熵ApEn)在发作期明显下降,表明脑电信号复杂性降低;
  3. 3.
    移动性与复杂性特征在发作前、中、后阶段均存在统计学差异,提示其可用于发作阶段划分。
Discussion
研究发现尽管不同数据库间存在异质性,但归一化PSD在跨数据集比较中稳定性最高。熵值的降低与脑电活动同步性增强相符,可能反映癫痫发作时神经集群的过度同步放电。未来需结合多中心数据进一步验证特征普适性。
Conclusions
本研究证实联合时频域与熵特征能更全面刻画癫痫发作动态,其中归一化PSD与熵指标最具临床转化潜力。后续工作应聚焦于建立跨人群标准化特征体系,推动癫痫精准诊疗发展。

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