基于多尺度排序递归图的糖尿病轻度认知障碍脑电信号分析

作者：顾广华; 娄春阳; 崔冬^*; 侯俊博; 李朝辉; 李小俚; 尹世敏; 王磊

来源：中国生物医学工程学报, 2020, 39(03): 311-317.

• 轻度认知障碍
• 多尺度
• 确定性
• 排序递归图

研究糖尿病轻度认知障碍(MCI)脑电信号多尺度的确定性特性,有利于其早期预防和诊断。基于多尺度下的排序递归图,对15通道闭眼静息态的脑电信号进行多尺度排序递归图确定性分析。4组被试分别为14例糖尿病轻度认知障碍(DM-MCI)、11例糖尿病认知功能正常(DM-nMCI)的患者以及16例无糖尿病轻度认知障碍(n DM-MCI)、10例无糖尿病认知功能正常(n DM-nMCI)的患者。利用单因素方差分析(one-way ANOVA)对4组被试脑电信号的多尺度确定性值进行统计分析,利用皮尔森相关方法研究多尺度确定性与认知功能之间的相关性。结果显示,小尺度1≤s≤4时,n DM-MCI组和n DM-nMCI组确定性DET值明显高于DM-MCI组和DM-nMCI组的DET值;大尺度12≤s≤15时,4组DET值差异性小,且DM-MCI组所有电极不同尺度下的确定性值均要高于DMn MCI;轻度认知障碍患者在C3(DM-MCI:0. 83±0. 09,n DM-MCI:0. 86±0. 09)和C4 (DM-MCI:0. 85±0. 08,n DMMCI:0. 88±0. 08,)电极的小尺度下确定性值显著增高,是认知障碍的主要特征,且与Boston (P=0. 033),FAQ(P=0. 026),WAIS (P=0. 037),MoCA (P=0. 039,P=0. 017)等多项认知功能显著相关;糖尿病患者在Fp1(DMMCI:0. 80±0. 09,DM-nMCI:0. 75±0. 07)、Fp2 (DM-MCI:0. 80±0. 09,DM-nMCI:0. 75±0. 01)和Oz (DM-MCI:0. 76±0. 06,DM-nMCI:0. 73±0. 07)小尺度确定性和Fp2(DM-MCI:0. 96±0. 03,DM-nMCI:0. 94±0. 01)大尺度确定性显著降低,是糖尿病的重要特征。基于多尺度排序递归图的确定性可用于分析与认知功能下降和糖尿病相关的脑电特征。

• 单位
  燕山大学; 神经内科; 北京师范大学; 认知神经科学与学习国家重点实验室