Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2014, № 5 · BIOMEDICAL RADIO ELECTRONICS

Совместный анализ сигналов электроэнцефалограмм, электромиограмм и механического тремора при болезни Паркинсона в ранней стадии

O.S. Sushkova1, M.S. Korolev1, A.V. Gabova2, S.N. Illarioshkin3, A.V. Karabanov3, K.I. Obukhov4, I.V. Obukhov1

1 Kotelnikov IRE RAS, Moscow, Russia
2 Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Russia
3 Научный центр неврологии РАН, Russia
4 Московский физико-технический институт
Full text UDC 615.47:615.012.6 EDN SMVDXR

Abstract

One of the ways of search for signs of Parkinson's disease (PD) is a joint analysis of signals of different modalities. It is an electroencephalogram (EEG), electromyogram (EMG) and mechanical tremor (MT) measured using accelerometers. Frequency synchronization of EEG, EMG and MT can be estimated by the frequency - temporal distribution of the extremes of wavelet spectrograms of the EEG, the MT and the shape of amplitude-modulated high-frequency EMG.

  • Parkinson''s disease
  • mechanical tremor
  • electroencephalogram
  • electromyogram
  • accelerometer
  • frequency synchronization
  • wavelet spectrogram
Аннотация (на русском)

Совместный анализ сигналов электроэнцефалограмм, электромиограмм и механического тремора при болезни Паркинсона в ранней стадии

Одним из путей поиска признаков болезни Паркинсона является совместный анализ сигналов разной модальности - электроэнцефалограммы (ЭЭГ), электромиограммы (ЭМГ) и механического тремора (МТ), измеряемого с помощью акселерометров. Частотную синхронизацию ЭЭГ, ЭМГ и МТ можно оценивать по частотно - временному распределению экстремумов вейвлет спектрограмм ЭЭГ, МТ и огибающей амплитудно-модулированного высокочастотного ЭМГ.

For citation

Sushkova O.S., Korolev M.S., Gabova A.V., Illarioshkin S.N., Karabanov A.V., Obukhov K.I., Obukhov I.V. Совместный анализ сигналов электроэнцефалограмм, электромиограмм и механического тремора при болезни Паркинсона в ранней стадии // Journal of Radio Electronics. – 2014. – No. 5.

References

  1. М.В. Угрюмов. Традиционные представления о нейродегенеративных заболеваниях. - в книге Нейродегенеративные заболевания: фундаментальные и прикладные аспекты / под. ред. М.В. Угрюмова - М.: Наука, 2010. - IISBN 978-5-02-036710-4, стр. 8-51
  2. K. Brockmann, D. Berg. Diagnosis of Parkinson's Disease. Parkinson Disease and Other Movement Disorders (eds. e. Wolters. C. Baumann). - Int. Ass. of Parkinsonism and Related Disorders, VU University Press, 2014, pp. 229-242
  3. Ganglberger JA. The EEG in parkinsonism and its alteration by stereotaxically produced lesions in pallidum // EEG Clin. Neurophysiol. 1961. Vol. 13. P. 82.
  4. Soikkeli, R., Partenen J., Soininen H. et al. Slowing of EEG in Parkinson's disease // EEG Clin. Neurophysiol. 1991. V. 79. P. 159-165.
  5. Pezard L, Jech R, Ruzicka E. Investigation of non-linear properties of multichannel EEG in the early stages of Parkinson's disease // Clin. Neuriphysiol. 2001. Vol. 112. P. 38-45.
  6. d'Atellis C.E., Isaacson S.I., Sime R.O. Detection of epileptic events in electroencephalograms using wavelet analysis // Ann. Biomed. Eng. 1997. Vol. 25. P. 286-293.
  7. Габова А.В., Боснякова Д.Ю., Босняков М.С. и др. Частотно-временная структура разрядов пик-волна генетической absence-эпилепсии // Доклады РАН. 2004. Т. 396. С. 557-560.
  8. Bosnyakova D.Yu., Obukhov Yu.V. Extraction of dominant feature in biomedical signals // Pattern Recogn. Image Anal. 2005. Vol. 15, P. 513-515.
  9. Обухов Ю.В., Анциперов А.В., Гехт А.Б., Попов Г.Р., Габова, А.В., Жарикова А.В., Г.Д. Кузнецова. Частотно-временной анализ электрической активности мозга при болезни Паркинсона. В «Нейродегенеративные заболевания. Теория и практика», под ред. М.В.Угрюмова // М. Наука, 2010 стр. 112-129
  10. Вейн А.М., Голубев В.Л., Яхно Н.Н. Паркинсонизм с позиций функционально-неврологического анализа // "Паркинсонизм: вопросы клиники, патогенеза и лечения". M., 1974. C. 57-65.
  11. Голубев В.Л., Левин Я. И., Вейн А.М. Болезнь Паркинсона и синдром паркинсонизма // М.: МЕДпресс, 1999. 415 с.
  12. Senhadji L., Wendling F. Epileptic transient detection wavelet and time-frequency approaches // Neurophysiol. Clin. 2002. Vol. 32. P. 175-92.
  13. Голубев В.Л., Магомедова Р.К. Спектральный анализ вариабельности частотно-амплитудных характеристик дрожания при эссенциальном треморе и дрожательной форме болезни Паркинсона // Журнал неврологии и психиатрии им. С.С.Корсакова. 2006. Т.106, № 1. С.43-48.
  14. Goetz C.G., Stebbins G.T., Wolff D. et al. Testing Objective Measures of Motor Impairment in Early Parkinson's Disease: Feasibility Study of an At-Home Testing Device // Movement Disorders. 2009. Vol.24, № 4. P.551-556.Siff S.J., Aldroubi A., Unser M. et al. Fast wavelet transformation of the EEG // EEG Clin. Neurophysiol. 1994. Vol. 91. P. 442-445.
  15. Gibb W. R., Lees A. J. The relevance of the Lewy body to the pathogenesis of idiopathic Parkinson's disease. J Neurol Neurosurg Psychiatry 1988;51:745-752
  16. Hoehn M., Yahr M. Parkinsonism: onset, progression, and mortality. - Neurology 1967;17;427-442.
  17. Fahn S., Elton R. Unified Parkinson's Disease Rating Scale. In: S. Fahn, C. Marsden, M. Goldstein, D. Calne, editors. Recent developments in Parkinson's disease. Florham Park (NJ): Macmillan Healthcare Information 1987; 153-163.
  18. A. Oswal, V. Litvak, P. Brown. Syncronized Neural Oscillations and the Parkinsonian State. - Parkinson Disease and Other Movement Disorders (eds. e. Wolters. C. Baumann). - Int. Ass. of Parkinsonism and Related Disorders, VU University Press, 2014, pp. 163-181
  19. Обухов Ю.В., Королев М.С., Габова А.В., Кузнецова Г.Д., Угрюмов М. В. Способ ранней электроэнцефалографической диагностики болезни Паркинсона - патент РФ, - 2484766, 20.06.2013
  20. Королев М.С., Обухов Ю.В. Поиск признаков раннего паркинсонизма в электроэнцефалограммах // Нелинейный мир, 2012, № 2, стр. 131-132.
  21. Обухов Ю.В., Королев М.С., Обухов К.Ю. О количественной оценке нестационарности ритмов электроэнцефалограмм в норме и при паркинсонизме в ранних стадиях. Математические методы распознавания образов ММРО-10, Казань, 6-12 октября 2013 г., Тезисы докладов 16 Всероссийской конференции, Тезаурус Пресс, Москва, 2013, стр. 79
  22. Андреева Е.А., Хуторская О.Е. Спектральный метод анализа электромиографической активности мышц //- М. Наука, 1987 - 192с
  23. Д.Е. Вакман, Л. А. Вайнштейн. Амплитуда, фаза, частота - основные понятия теории колебаний. // Успехи физических наук. - 2000. - Том. 123, Номер. 4, - С. 657-682.