). The difference in BSI was more pronounced in the cortical stroke subgroup (). BSI showed only a mild general decrease on repeated monthly recording. Notably, a statistically significant correlation was observed between early BSI and Fugl–Meyer score later in recovery (). Conclusions. Brain symmetry index is increased in the subacute poststroke phase and correlates with motor function 1-2 months after stroke."> 在健康和中风患者脑对称指数评估和预后 - raybet雷竞app,雷竞技官网下载,雷电竞下载苹果

中风的研究和治疗

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中风的研究和治疗/2017年/文章

研究文章|开放获取

体积 2017年 |文章的ID 8276136 | 9 页面 | https://doi.org/10.1155/2017/8276136

在健康和中风患者脑对称指数评估和预后

学术编辑器:Wai-Kwong唐
收到了 2016年7月27日
修改后的 2016年11月22日
接受 2017年1月10
发表 2017年1月30日

文摘

目标。量化神经生理学信号参数的值在预测中风后的运动康复。这部小说的角色EEG-derived大脑电动机对称指数函数预测卒中后亚急性阶段是探索。方法。十个男性中风患者和十个匹配的健康对照组被招募。运动机能首次评估临床使用MRC分数,它的导数Motricity指数和Fugl-Meyer评估得分。脑电图记录随后首先在其他科目,然后手抓运动期间,由视觉线索触发。大脑对称指数(BSI)是用于识别的差异EEG-quantified两半球间的皮质权力不对称可观察到的在健康和大脑皮层和皮层下中风患者。随后,BSI和运动之间的任何关联函数。结果。BSI相比,中风的主题被发现明显高于健康对照组( )。BSI的差异更明显的皮质中风组( )。BSI显示只有轻微一般减少重复月度记录。值得注意的是,早期的BSI和之间的显著相关性观察Fugl-Meyer得分后恢复( )。结论。在亚急性脑对称指数增加卒中后阶段,与运动机能中风后1 - 2个月。

1。介绍

中风是身体残疾的主要原因之一在成年后,有超过三分之一的1500万年中风患者留下永久性残疾(1]。评估的赤字和剩余运动机能在临床领域往往是局限于床边检查。英国医学研究理事会(MRC) 0至5规模肌肉力量评估工具,最初设计用于外围神经肌肉疾病,是一种最广泛使用的工具,电机功率评估在临床领域(2]。更标准化的半定量的分数,如Motricity指数(3)和Fugl-Meyer (FM) [4评分系统,仅限于功能评估的研究领域。复苏的预测通常是基于简单的床边检查越多,随着大小的大脑梗塞的CT和MR成像(5,6]。这样的基准往往容易interassessor可变性和偏见2]。

三角洲的增加力量(1 - 4赫兹)早些时候的一个特性是与缺血性中风(7]。这后来指出减少改善复苏8和与功能状态和结果9]。大脑对称指数(BSI)是一个比较流行的EEG-derived参数用于中风预测的目的的研究领域。比较两个脑半球之间的功率谱,并提供他们的大小不对称。首次推导出检测脑缺血早期颈动脉手术期间(10),它的使用一直推断评价缺血性卒中后的变化(11- - - - - -13]。

改良Rankin规模(夫人),美国国立卫生研究院的中风尺度(署),格拉斯哥昏迷评分(GCS)和急性生理和慢性健康评估II (APACHE II)是主要的临床工具已被用作卒中后结果措施和预后标记。分析这样的临床结果之间的联系和EEG-derived参数显示显著相关(14等的作用),这表明承诺指标的预测和管理规划中风后的病人。

这个试点研究调查的作用定量脑电图参数,特别是BSI、评估和预测中风后亚急性阶段的运动机能。虽然一些研究署等工具使用作为一个结果,很少有更特别的关注电机sequalae后中风。迅速恢复部分运动功能通常被认为在中风后的第一天由于分辨率的临时脑实质水肿等变化。然而,这是紧随其后的是一个缓慢的复苏在6个月后,由于神经可塑性和大脑网络的重组。鉴于这一点,重复评估进行了第一次中风后4个月。在这种试点研究,纵向研究BSI和运动机能的复苏可能因此进行,到目前为止没有得到充分地探索在文学。

2。方法

2.1。主题招聘

十二个首次中风患者最初加入了这项研究。这些必须是抗癫痫药物,无癫痫史,适合参加录音以外的医院。招聘是根据赫尔辛基宣言和马耳他大学的研究和伦理委员会批准(UREC)。病人必须有能力理解和遵循命令在会话和招聘前签署知情同意。

每月评估会议进行了马耳他大学的生物医学工程实验室。数据对中风病人的成像(CT或MR图像)是来自马特医院数据保护批准后。仅有的两个女性患者最初研究招募了后来被排除在最终分析。第一位女病人在中风的诊断排除被怀疑在正常环境中成像和noncharacteristic进化的迹象和症状,而第二个女患者被排除在外的可怜的合作在录音任务。人口统计数据和中风损伤的状态十患者纳入本研究如表所示1。伴随着这些十男性病人,十个健康,年龄男性志愿者招募作为控制并接受相同的评估会议。每组的平均年龄是59.4岁和60.3岁中风和健康人群,分别。六的十个男性患者招募同意跟进进一步的神经生理学和床边运动功能评估。六名病人随访,总共三个病人经历了四个评估会议(时间从中风最多达到146天),而其他三个总共进行了两次。剩下的四个病人接受了一个录音之前失访的并存状况或其他个人原因。四个十患者皮质中风而六皮层下。的六个病人随访,一半有皮质中风而另一半有皮层下中风。


主题 年龄 梗塞的网站 会议时间和运动机能
会话1 会话2 会议3 会话4

S1 65年 CS,左大脑中动脉的领土 卒中后:31天
小姐:76FM: 66
卒中后:60天
小姐:76FM: 66
卒中后:92天
小姐:76FM: 66
卒中后:119天
小姐:One hundred.FM: 66
S2 67年 SCS,对荚膜 卒中后:5天
心肌梗死:55FM: 39
卒中后:43天
小姐:72FM: 58
卒中后:63天
小姐:72 FM: 61
卒中后:92天
小姐:76FM: 64
S3 69年 CS,左大脑中动脉的领土 卒中后:14天
心肌梗死:49FM: 45
卒中后:31天
心肌梗死:55FM: 50
S4 58 SCS,脑桥的右侧 卒中后:7天
小姐:70FM: 61
卒中后:58天
小姐:92FM: 66
S5 70年 SCS,左基底神经节 卒中后:38天
心肌梗死:9FM: 5
卒中后:87天
心肌梗死:39FM: 8
卒中后:112天
心肌梗死:47FM: 10
卒中后:146天
心肌梗死:39FM: 9
S6 47 SCS,内囊后肢的权利 卒中后:12天
心肌梗死:22FM: 9
S7 63年 SCS,对基底神经节 卒中后:60天
小姐:100FM: 66
S8 39 CS,对大脑中动脉 卒中后:33天
心肌梗死:23FM: 5
S9 52 SCS,左基底神经节 卒中后:16天
小姐:92FM: 66
S10 64年 CS,对预处理和中央后回 卒中后:41天
小姐:69FM: 41
卒中后:91天
小姐:88FM: 49

CS:皮质中风;SCS:皮层下中风;心肌梗死:Motricity指数(最大得分100);FM: Fugl迈耶(66年最高得分)。
2.2。临床措施

一个完整的上肢的神经系统检查,医学研究委员会(MRC)肌肉力量得分,进行在每个会话的开始。Motricity指数(MI)被转换然后推断MRC分数相当于MI (i)螯控制部分的得分,(ii)屈肘,和(3)肩绑架部分,随后加在一起给一个分数上肢,最高得分为100。的上肢部分Fugl-Meyer那里获得,分数最高的66。

2.3。脑电图记录

临床评估后,受试者被要求坐在笔记本电脑监控,并配备了一个g。tec脑电图帽与32 Ag / AgCl电极引用一个耳垂。国际10 - 20电极放置标准,浓度较高的运动皮层电极在中部地区,是使用。EEG数据带通滤波使用巴特沃斯滤波器从1到100赫兹和陷波滤波器被设定为50赫兹。脑电图记录都在休息和手抓运动。其余的任务(任务1)受试者被要求留在睁大眼睛,但是一动不动,3分钟,3分钟时间,闭上眼睛。手抓任务(任务2),受试者被要求执行一个手抓住运动用手测功器,LED灯5 s的时间间隔。这是重复15次。肌电图数据、力的测量,和其他运动相关的潜力也被记录,并将利用未来的分析。

2.4。数据处理

EEG数据首次rereferenced共同平均参考和1 - 25 Hz带通数字滤波器应用使用正反向过滤。随后,数据是时代与30 5秒钟试验期间被收购时代在睁着眼睛和闭上眼睛。试验和渠道都是手动检查和试验或通道与数据持续下降2个标准差以外的范围被排除在外。

2.4.1。大脑对称指数(BSI)

大脑对称指数(BSI)计算背景EEG在任务获得1,睁着眼睛分为时期( )和闭上眼睛( ),以及脑电图数据获得在Task 2拳运动期间,再次分为BSI在脑电图记录从−2 s到出现触发( )和脑电图记录在第一次触发后2 s指示运动 )。

BSI的修订版本,由范Putten [15),在本研究中实现。这个选择是基于其更好的敏感性检测两半球间的不对称(15,16]。这是计算11日集中位于每个半球电极使用以下方程: 在哪里 代表的平均傅里叶系数11频道右脑(后常见的平均引用)计算 ,在那里 代表的数量通道( ), 代表了傅里叶系数在通道 和时间 的持续时间 这样的时间片段分析范围内 ( 是5 s 和2 s )。 代表的傅里叶系数考虑特定频带分析 (15]。

2.5。数据分析和统计检验

数据分析使用统计产品与服务解决方案®(SPSS;Windows®v.20.0)软件包。Mann-Whitney 测试是用来确定任何有统计学意义的人口群之间的差异而枪兵的相关性是用来识别任何明显的相关趋势。是统计显著性水平 。星号图1- - - - - -3指示哪些测试达到统计显著性水平的比较分析

BSI获得的分数在健康受试者与中风的受试者相比,后者被分为皮质和皮质下的中风。这种比较是使用Mann-Whitney完成的 测试。随后,中风患者随访的BSI成绩是与时间相关的多个会话。最后,BSI分数从中风病人与各自的临床运动评分工具在不同时期在复苏。使用长枪兵这种相关性也进行了相关测试。

3所示。结果

3.1。临床测量运动功能评估

信息会话时间和相应的功能状态,基于Motricity指数(MI) [3)和Fugl-Meyer (FM) [4),提出了表1。上肢功能之间存在着显著的差异在病人组几乎从症状完全消失在第一个会话中(主题S09最大FM 66分)在第四届测试几乎完全偏瘫(主题S05调频9分在他4日会话)。六冲程受试者随访至少2会议和所有这些显示全面改善上肢功能。

3.2。脑电图信号数据分析
3.2.1之上。在中风大脑对称指数(BSI)

BSI从静止记录脑电图数据获得的结果在图所示1(一)。BSI之间的观察统计上的显著差异获得健康和中风科目(大脑皮层和皮层下的总和),闭上眼睛( )( ),BSI是指出高中风科目与健康对照组相比,表明高不对称性对于中风患者的大脑活动。类似的差异还指出在睁着眼睛BSI计算( ),但没有发现统计学意义( )。BSI也发现更高的皮质中风,中风与皮层下主题。在健康受试者与皮质中风患者相比,也在统计上的显著差异 ( 、职责)。

BSI也从脑电图数据计算获得在任务2,在实际的手柄运动( 每个运动(前),也 )。数据1 (b)1 (c)bsi的中位数和四分位范围在不同条件下相关任务2,观察脑电图数据1 - 25 Hz。健康控制主体09必须排除在脑电图分析在运动试验的重要文物干扰数据。

重大差距健康和皮质中风科目bsi从脑电图数据计算时发现前轻瘫的和nonparetic手运动,分别是( )。这与先前获得的显著差异是一致的睁着眼睛和闭上眼睛脑电图显示更高的BSI分数在中风患者与健康对照组相比( )。BSI计算在实际运动( )无显著差异的健康和任何子群。

3.2.2。BSI的变化随着时间的推移

六冲程受试者随访至少有两次,一般在减少BSI是观察到随着时间的推移,但这种趋势在所有科目不一致。BSI分数之间没有显著相关性被发现( )和会话数量(1 - 4)( , , 、职责)。

3.2.3。BSI的相关性与运动机能

大脑对称指数之间的相关性水平从脑电图数据计算静止和运动机能评估临床评分工具(Motricity指数(MI)和Fugl-Meyer (FM))中执行会话1和会话2为每个病人随访随后计算如表所示2 与任何功能得分无显著相关性,因此只涉及结果 将在桌子下面吗2


BSI 临床评分 斯皮尔曼相关

调频1 ,
调频2 ,
心肌梗死1 ,
心肌梗死2 ,

获得的分数在第一次会议( )比较临床成绩同时在同一个会话十中风患者。无论是Fugl-Meyer分数在第一个会话中(FM1)和Motricity指数在第一个会话中(MI1)相比达到显著相关水平 (当所有十个病人,考虑)。统计上显著的负相关性Motricity指数和之间的观察 从六个病人随访(会话 , ),见图2(一个)。Fugl-Meyer和之间的相关性 在这群没有达到统计学意义( , )如图2 (b)

不过,当Fugl-Meyer成绩记录在第二次会议(FM2)相比, (即。,acquired in the first session), a statistically significant negative correlation was notably observed ( , )(数据2 (b)3)。这是一个可能的预测价值得分的问题: 计算从早期中风后脑电图显示与功能运动结果大约2个月,根据Fugl-Meyer量化得分。这个意义是持续当调频2比较与 在第二个会话( )( , )(图3)。但是,没有进一步之间的相关性被发现 和功能分数之间的相关测试 和临床措施并不包括在表中2

Fugl-Meyer和Motricity指数改善从会话1到会话2的六个病人管理参加后续会议也计算和绘制BSIc1(图4)。然而,针对一些患者开始会话1临床评分很高(例如S01 fm - 66),这意味着特定的临床评分改善并不代表这些患者的临床结果。因此,最终Fugl-Meyer是作为衡量好积极的结果,而不是改进。图5说明了20课BSc1 FM1和FM2当这是可用的。图6另一方面说明了BSc2所有科目分为健康、与调频改善中风,中风没有改善调频(由于缺乏后续或因为FM1已经最大初始访问)。

4所示。讨论

4.1。临床测量,结果,和病人的经验

显著异质性中风类型和程度的残疾侮辱后观察在我们的研究人群。所有的六个病人随访在一定程度上改善上肢功能。在临床,这通常是使用MRC得分,定义,在研究领域,更全面的临床评分工具作为标准,Fugl-Meyer是领先的。本研究成功地提出了一种很强的相关性Fugl-Meyer和MRC得分,随着它的导数,Motricity指数。这支持的可比性和有效性使用评估工具在运动功能评估的床边。然而,临床分数和神经生理学信号参数之间的相关性更强比与MRC Motricity Fugl-Meyer指数分数,反映出更详细和准确的自然Fugl-Meyer超过其他两个效率的床边的分数。Fugl-Meyer分数的优越性在这种情况下支持它的使用研究运动机能和神经生理学信号分析17,18),以及其在临床的使用领域。

四个月的随访,无重大并发症的研究,反映了招聘偏见倾向于健康的患者适合参加会议以外的医院。所有三个受试者跟进4会话的最大声称他们感到积极有益的影响每一个会话后,尽管缺乏干预实施。这样的主观积极的影响可能是继发于集中运动任务应用在评估期间,在线生物反馈反映病人的力量,和表示的客观证据改进后每个病人每个会话。

4.2。脑电图信号数据分析
4.2.1。准备在中风大脑对称指数(BSI)

早期BSI测量连续脑电图记录在中风后的头几个小时到几天已经明显了文献[11,14]。然而,这项研究观察BSI措施在亚急性阶段中风后,开始平均26天,延长了纵向分析在更长一段时间。考虑第一次计算BSI闭着眼睛休息,更高水平的不对称在中风科目(对应于一个更高的BSI, 值为0.023),这与先前的研究一致使用这个索引(11]。这代表了焦中断,出现在一个半球中风。更强的统计学意义时观察到的具体皮质中风患者与健康对照组相比。这些表现出更高的bsi ( 0.016)的价值。预计这个大不对称的皮质中风患者考虑到脑电图记录比更深更代表表面皮层电活动的皮层下活动。为此BSI值从皮层下(或深度)梗塞患者获得明显接近那些健康的病人。尽管明显的皮层下梗死对脑电图的影响越少,他们会特别容易导致显著的临床症状和体征的神经组织的浓度,发现在大脑的深层结构。

有趣的是,中风和健康受试者之间不对称的差异不太明显当受试者被要求保持静止睁大眼睛,而不是他们的眼睛被关闭。事实上大多数的研究只在闭上眼睛状态分析脑电图(9,19),其中一个原因是减少文物(包括眨眼文物),干扰脑电图(14]。可能原因两种状态之间的差异在统计学意义在我们的结果是不同的:存在大量的文物现在虽然主题眼睛开放的范围可能扩大配电记录在不同试验那里增加结果的方差在每个组和减少任何比较研究的动力和意义。此外,在闭目,抑制这样的对称的皮质活动中发现枕叶皮质区可能会影响BSI,没有显著的运动皮层选择性。

BSI在运动图像已被证明与计算功能和Fugl-Meyer改善和et al。16]。在我们的研究中,BSI计算在实际运动但仍没有统计上的显著差异BSI观察不同学科组。之前只有BSI立即捕获每个动作(在同一运动试验任务2)表现出统计显著区别皮质中风患者和健康的病人,它补充了更高的BSI皮质中风患者中观察到背景EEG捕获静止。之间的差异统计学意义获得两项研究在运动可能源于更健壮的机器人exoskeleton-controlled设置用于Ang et al。16]研究消除一些混杂的动作。

4.2.2。BSI的变化随着时间的推移

虽然有一个总体下降BSI分数从第一个到最后一个环节,没有统计上显著的趋势显示,BSI分数和会话数相关性不显著。这可以部分归因于有限的后续实现中风小组,限制此类相关分析的能力。

4.2.3。BSI的相关性与运动机能

BSI功能状态和最终结果的相关性一直很感兴趣的主题研究。bsi一直伴随着高署承认,得分更高的残疾在随后的几个月里,和更低的存活率(11- - - - - -14]。本研究只关注运动功能的恢复,而不是更广泛的发病率和死亡率的结果。量化运动机能的目的和结果,英国医学研究理事会(MRC)肌肉力量的规模Motricity指数(MI),连同Fugl-Meyer (FM)评估工具,使用。

关联函数的水平(FM和MI)和BSI在单个会话是首先确定了十个科目的患者群。据我们所知,相关性的Fugl-Meyer BSI只有在文学作为一种工具探讨了量化的好处BCI机器人治疗的安慰剂对照试验(16](BSI之间显著负相关报道和Fugl-Meyer干预后的结果在这种情况下)。相比之下,本研究探讨了Fugl-Meyer和BSI分数之间的关系以及复苏后患者的较为传统的物理治疗和职业康复计划,预测的目的,而不是评估受益于任何特定的干预。

从结果本文前面介绍,最值得注意的发现是显著负相关的初始BSI评分和功能之间的观察运动的结果,以Fugl-Meyer得分在后续课程的学习。换句话说,更高的BSI值在第一阶段降低最终Fugl-Meyer成绩记录在第二次会议,因此一个贫穷的功能结果,下面的相关意义 。这对BSI的作用具有重大影响的预测和预测运动机能。相关性在这个级别意味着定量脑电图参数测量在中风早期可能帮助月功能结果的预测。统计测试数据获得在第三和第四后续会议没有进行由于非常有限的患者随访的时间长度,使统计分析不切实际。

BSI和临床评分之间的相关性分析工具在第一个会话中没有给出统计上显著的结果。调频之间缺乏相关性的原因1和BSI1在FMI之间存在显著的相关性2 和之间的调频2 是值得考虑的。这种差异的一个可能原因是,运动机能和赤字的卒中后4周(与第一次会议的时间在我们的研究中)多因子的和可以依赖临时现象像intraparenchymal血管性水肿,可逆缺血和其他大脑的变化波动,不一定提高预测或随时间线性方式。除此之外急性期,一个更稳定的、渐进的改善功能预计二级神经可塑性,哪个更紧密相连的真实程度持续大脑最初的侮辱。神经生理学指标获得早期的侮辱后,BSI1,可以有选择地获取领域更实质性的半球内的神经生理学变化和完善(超过上述更暂时性因素),因此与中风程度和最终复苏一旦急性期消退。

4.3。限制

这个试点研究的研究设计采用前瞻性病例对照研究的是基于相同的评估工具在每组和没有引入任何干预组患者。重大限制的结果在于患者纳入研究。挑战招聘和包容的病人是基于小人口和严格的排除标准,患者必须适合运输的医疗机构专门研究脑电图实验室和遵守测试1到2小时一次。同样,高速率的辍学生有限数量的统计分析可能对纵向脑电图的变化模式和运动功能恢复。然而,有限的受试者招募和控制人口年龄和性别匹配研究,重大仍有可能实现,结果显示承诺更大的研究在不久的将来。

技术局限性脑电图记录在运动的干扰的鲁棒性是缺乏exoskeleton-based运动约束,如前所述,将允许更多的选择性分析特定的肌肉运动和减少不必要的混淆的动作。

4.4。结论

定量评估和预测中风后的运动功能仍然是稀疏在临床领域,已成为越来越多的主题neurorehabilitation研究兴趣。几个科技型康复解决方案目前正在调查然而中风的病理和恢复模式的异构性使得新的治疗方法的标准化问题。使用神经生理学和成像技术预测的运动康复的目的一直建议是有益的在处方特定病人的康复计划和目标20.]。

脑电图参数如大脑对称指数(BSI)已被用于研究作为总体发病率和死亡率的预后标记后中风,然而BSI的角色在功能运动恢复以前从未被大大探索。在这项工作中,前瞻性病例对照研究,包括十个病人患有中风已开展十个健康的匹配控制和获得的结果表明,存在一个脑电图参数之间的相关性和病人的中风恢复期间功能运动的结果。

本研究的结果支持BSI的效用效用作为电动机的预后标记复苏。初步分析比较健康和中风的BSI得分科目确认高不对称性中风后,大多数的脑电图数据获得前休息和运动。变化的纵向分析BSI在中风后的头几个月(时序分析已几乎在以前的文献)进行了BSI的上下文中没有产生显著变化的趋势以及复苏。不过,运动机能的变化分析与BSI之间产生一个负相关后续Fugl-Meyer和初始BSI,使BSI的预后标志物的角色运动机能和结果有前途。

相互竞争的利益

作者都没有披露潜在的利益冲突。

确认

作者想表达对员工的感谢对所有患者和健康志愿者奉献他们的时间,对于本研究的努力和奉献。

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