CN104615887A - 一种检测儿童认知功能的声影匹配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种检测儿童认知功能的声影匹配方法，包括：1)刺激筛选与分类；2)刺激编排；3)信号采集与处理。本发明根据人类特有的第二信号系统筛选与配对儿童能够理解的图片、语音素材，作为事件相关电位刺激素材，并根据国际通用的标准皮博迪图片词汇测验(PPVT)方法进行专业的年龄分级，服务于儿童言语及语言功能临床和科研的目的。不但可以有效应用于儿童保健、康复领域的大脑功能疾病诊断和治疗疗效的跟踪，还可以为常规性的量表诊断提供科学客观的检测数据，以保证检测结果的真实性和有效性。
Description
技术领域
本发明涉及神经电生理事件相关诱发电位的技术领域，尤其是指一种检测儿童认知功能的声影匹配方法。
背景技术
巴甫洛夫认为，大脑皮质最基本的活动是信号活动，从本质上可将条件刺激区分为两大类：一类是现实的具体的刺激，如声、光、电、味等刺激，称为第一信号；另一类是抽象刺激，即语言文字，称为第二信号。对第一信号发生反应的皮质机能系统，叫第一信号系统，是动物和人共有的。对第二信号发生反应的皮质机能系统，叫第二信号系统，是人类所特有的。第二信号系统的活动，是和人类的语言机能密切联系的神经活动，是在婴儿个体发育过程中逐渐形成，是在第一信号系统或非条件反射的基础上建立起来的。
现有的事件相关电位刺激方法根据第一信号系统设计的声、光、电等刺激模式或简单的试听刺激模式，所采用的刺激模式不含图片和语音素材，也没有进行年龄分级。
本发明根据人类特有的第二信号系统筛选与配对儿童能够理解的图片、语音素材，作为事件相关电位刺激素材，并根据国际通用的标准皮博迪图片词汇测验(PPVT)方法进行专业的年龄分级，服务于儿童言语及语言功能临床和科研的目的。
本发明的难点在于根据儿童的年龄筛选出其能够理解的图片和语音素材，需要语音刺激的时间精度控制在毫秒范围，另外图片跟声音的时序关系也要精确控制，一旦控制不好，就难以诱发事件相关电位N400，达不到预期的检测效果。
发明内容
本发明针对现有临床诊断采用量表测量耗时长、主观性太强以及事件相关电位刺激素材单一、无针对性的缺陷，提供一种检测儿童认知功能的声影匹配方法。采用多媒体的图片-语音配对方法，填补了国内儿童认知功能物理检测的空白，在对儿童进行言语及语言功能测试时，如果遇到儿童年龄不同的情况下，可以选用不同年龄的刺激素材进行配对，增加刺激素材选择的灵活性与针对性，避免检测的一刀切模式，从而达到准确评估儿童言语及语言功能的目的。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种检测儿童认知功能的声影匹配方法，包括以下步骤：
1)刺激筛选与分类
根据国际通用的标准皮博迪图片词汇测验PPVT方法选用中国儿童能理解接受的图片，然后对图片进行女声录音命名，图片与声音的关系分为匹配与非匹配，匹配组的图片与语音在语义上是一致的，非匹配组的图片与语音在语义上是不一致的；
2)刺激编排，有以下两种情况：
①先呈现图片刺激，500-1000毫秒后再加入声音刺激，图片与声音经1000毫秒后同时结束，这为一个周期，图片与声音结束到下一次图片出现的时间间隔为1000-3000毫秒，匹配组与非匹配组各占50％，总数为40-90个配对，并进行随机化；
②先播放声音刺激，500-1000毫秒后再加入图片刺激，图片与声音经1000毫秒后同时结束，这为一个周期，图片与声音结束到下一次声音播放的时间间隔为1000-3000毫秒，匹配组与非匹配组各占50％，总数为40-90个配对，并进行随机化；
3)信号采集与处理
在播放第一种刺激的同时，通过电极帽采集受试者的原始脑电，经放大器放大，放大器信号带宽0.01-200Hz，而后通过软件分类叠加平均，经0.01-30Hz带通滤波，在一个周期内第二种刺激出现后350-550毫秒范围内观察到事件诱发电位N400。
在步骤3)中，编排完毕先让受检儿童就坐于刺激端显示器前，与显示器的距离为80-100，显示器高度调至平视水平，给受检儿童佩戴电极帽，用平口针筒将电极膏注入电极帽嵌入式电极，电极膏注入完毕，给受检儿童佩戴耳机，电极阻抗低于5千欧，启动EEG看波形是否平稳，待波形平稳后启动ERP采集，并同时播放刺激，要求受检儿童在图片声音同时结束的1000毫秒内按键或默判，待所有刺激播放完毕，保存原始数据，回放原始数据前设置0.01-30Hz带通滤波,并进行叠加平均，在叠加平均波形中350-550毫秒范围内寻找非匹配刺激诱发的负向波形，将其识别为N400，并双击波峰点将其潜伏期、波幅自动提取出来。
本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
1、本发明根据人类特有的第二信号系统特点，筛选与配对儿童能够理解的图片、语音素材，作为事件相关电位刺激素材，并根据国际通用的标准皮博迪图片词汇测验(PPVT)进行专业的年龄分级,服务于儿童言语及语言功能临床和科研的目的。
2、本发明采用多媒体的图片-语音配对方法，填补了国内儿童认知功能物理检测的空白，在对儿童进行言语及语言功能测试时，如果遇到儿童年龄不同的情况下，可以选用不同年龄的刺激素材进行配对，增加刺激素材选择的灵活性与针对性，避免检测的一刀切模式，从而达到准确评估儿童言语及语言功能的目的。
3、本发明不但可以有效应用于儿童保健、康复领域的大脑功能疾病诊断和治疗疗效的跟踪，还可以为常规性的量表诊断提供科学客观的检测数据，以保证检测结果的真实性和有效性。
附图说明
图1为实施例1中本发明所述声影匹配方法的刺激编排示意图。
具体实施方式
下面结合两个具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例所述的检测儿童认知功能的声影匹配方法，其具体情况如下：
1)刺激筛选与分类
根据国际通用的标准皮博迪图片词汇测验PPVT方法选用中国儿童能理解接受的图片，然后对图片进行女声录音命名，图片与声音的关系分为匹配与非匹配，匹配组的图片与语音在语义上是一致的，非匹配组的图片与语音在语义上是不一致的。
2)刺激编排
先呈现图片刺激，500-1000毫秒后再加入声音刺激，图片与声音经1000毫秒后同时结束，这为一个周期，图片与声音结束到下一次图片出现的时间间隔为1000-3000毫秒，即是两个周期之间的时间间隔为1000-3000毫秒，匹配组与非匹配组各占50％，总数为40-90个配对，并进行随机化。
3)信号采集与处理
在播放第一种刺激(图片)的同时，通过电极帽采集受试者的原始脑电，经放大器放大，放大器信号带宽0.01-200Hz，而后通过软件分类叠加平均，经0.01-30Hz带通滤波，在一个周期内第二种刺激(声音)出现后350-550毫秒范围内观察到事件相关电位N400。
检测前在软件上登记受检儿童的姓名、年龄，选择声影匹配方案，如果受检儿童的年龄为7岁，需要选用7岁的素材库，对图片和女声录音进行匹配与非匹配的配对，比如图片为“小猫”，匹配的声音则为女声发音的“小猫”或自然的猫叫声，该对象非匹配的声音则为女声发音的“汽车”或自然的狗叫声，非匹配组的图片在7岁的素材库选，配上不一致的女声发音，匹配组的图片可以在低于7岁的素材库内选，配上一致的声音。而在本实施例中，匹配组与非匹配组的对象各20-45个，并对这些对象进行随机化从而完成刺激的编排，如图1所示。
编排完毕先让受检儿童就坐于刺激端显示器前，与显示器的距离为80-100，显示器高度调至平视水平，给受检儿童佩戴电极帽，用平口针筒将电极膏注入电极帽嵌入式电极，电极膏注入完毕，给受检儿童佩戴耳机，电极阻抗低于5千欧，启动EEG看波形是否平稳，待波形平稳后启动ERP采集，并同时播放刺激，要求受检儿童在图片声音同时结束的1000毫秒内按键或默判，待所有刺激播放完毕，保存原始数据。回放原始数据前设置0.01-30Hz带通滤波,并进行叠加平均，在叠加平均波形中350-550毫秒范围内寻找非匹配刺激诱发的负向波形，将其识别为N400，并双击波峰点将其潜伏期、波幅自动提取出来。
实施例2
与实施例1不同的是本实施例在刺激编排时，是先播放声音刺激，500-1000毫秒后再加入图片刺激，图片与声音经1000毫秒后同时结束，这为一个周期，图片与声音结束到下一次声音播放的时间间隔为1000-3000毫秒，匹配组与非匹配组各占50％，总数为40-90个配对，并进行随机化。而在信号采集与处理时，在播放声音的同时，通过电极帽采集受试者的原始脑电，经放大器放大，放大器信号带宽0.01-200Hz，而后通过软件分类叠加平均，经0.1-30Hz带通滤波，在图片出现后350-550毫秒范围内观察事件相关电位N400。
以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (2)
1.一种检测儿童认知功能的声影匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)刺激筛选与分类
根据国际通用的标准皮博迪图片词汇测验PPVT方法选用中国儿童能理解接受的图片，然后对图片进行女声录音命名，图片与声音的关系分为匹配与非匹配，匹配组的图片与语音在语义上是一致的，非匹配组的图片与语音在语义上是不一致的；
2)刺激编排，有以下两种情况：
①先呈现图片刺激，500-1000毫秒后再加入声音刺激，图片与声音经1000毫秒后同时结束，这为一个周期，图片与声音结束到下一次图片出现的时间间隔为1000-3000毫秒，匹配组与非匹配组各占50％，总数为40-90个配对，并进行随机化；
②先播放声音刺激，500-1000毫秒后再加入图片刺激，图片与声音经1000毫秒后同时结束，这为一个周期，图片与声音结束到下一次声音播放的时间间隔为1000-3000毫秒，匹配组与非匹配组各占50％，总数为40-90个配对，并进行随机化；
3)信号采集与处理
在播放第一种刺激的同时，通过电极帽采集受试者的原始脑电，经放大器放大，放大器信号带宽0.01-200Hz，而后通过软件分类叠加平均，经0.01-30Hz带通滤波，在一个周期内第二种刺激出现后350-550毫秒范围内观察到事件诱发电位N400。
2.根据权利要求1所述的一种检测儿童认知功能的声影匹配方法，其特征在于：在步骤3)中，编排完毕先让受检儿童就坐于刺激端显示器前，与显示器的距离为80-100，显示器高度调至平视水平，给受检儿童佩戴电极帽，用平口针筒将电极膏注入电极帽嵌入式电极，电极膏注入完毕，给受检儿童佩戴耳机，电极阻抗低于5千欧，启动EEG看波形是否平稳，待波形平稳后启动ERP采集，并同时播放刺激，要求受检儿童在图片声音同时结束的1000毫秒内按键或默判，待所有刺激播放完毕，保存原始数据，回放原始数据前设置0.01-30Hz带通滤波,并进行叠加平均，在叠加平均波形中350-550毫秒范围内寻找非匹配刺激诱发的负向波形，将其识别为N400，并双击波峰点将其潜伏期、波幅自动提取出来。
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