1

جناب آقای دکتر سعید راحتی قوچانیراهنما: استاد

سرکار خانم دکتر عاطفه سلطانی فر مشاور: استاد

مهسا میرشاهیارائه دهنده:

تشخیص و کمی سازی سیگنال الکتروانسفالوگرافی کودکان دارای

اختالل کمبود توجه/ بیش فعالی

1389تیر

2

بیان مساله تحقیقاهمیت و ضرورت انجام تحقیق

مرور تحقیقات گذشتهجنبه جدید بودن و نوآوری در تحقیق

شرح روش تحقیقمراجع

فهرست مطالب

3

اختالل کمب66ود توج66ه/ بیش فع66الی ی66ک عارض66ه رفت66اري و ازش66ایعترین اختالالت روانپزش66کی مرب66وط ب66ه دوران ک66ودکی و نوج6واني اس6ت و ب6ه دلی6ل ع6دم تع6ادل عص6بی ش6یمیایی در مغ6ز

.ایجاد میشود

اين اختالل بروز لعل

بیان مساله تحقیق

4

ناشی از اختالل مشکالت ADHDدر رنج سني مختلف

بیان مساله تحقیق

ADHD Low selfesteem

Academiclimitations

Relationships

Smoking andsubstance abuse

InjuriesMotor vehicle

accidents

Legaldifficulties

Occupational/vocational

5

این اختاللتشخیص

.عم6ده تش6خيص اختالل از روي رفت6ار ف6رد در كاره6اي روزان6ه اش انج6ام مي گيرد عل6ل 75تقریب6ا %ADHD ژنتي6ك اس6ت ؛ ل6ذا س6ابقه داش6تن ADHD در خ6انواده از مهم ت6رين

متغيرها هنگام تشخيص اختالل است. معيارهاي*DSM- IV- TR آزمون های عملکرد پیوسته نظیرTOVA ،MMAT ، CPT وWISC** وي6ژگي ه6اي( ام6واج مغ6زی EEG)ت6ا، ت نس6بی اف6زایش یافت6ه بان6د در ف6رد داراي اختالل: ت6وان

. یاف6ته با6ند تتا/بتاتوا6ن افزايش،6 نسبت6 6و اغ6لب آلفاتاب نسبی ک6اهش ی6افته6 بان6د تو6ان اس6تفاده ازQEEG بخص6وص اس6تفاده از ن6رخ تت6ا ب6ه بت6ا در ناحي6ه Cz در كن6ار ديگ6ر بررس6ي ه6ا

*** نيز مفيد است. ADHDدر تشخيص

*American Psychiatric Association: Diagnostic and statistical manual of mental disorders DSM-IV. American Psychiatric Association, 4th 1994.

**McGee RA, Clark, SE, Symons, DK. Does the Conners’ Continuous Performance Test Aid in ADHD Diagnosis? J Abnorm Child Psychol 2000 28(5):415-424.

***V. J. Monastra, "Electroencephalographic biofeedback (neurotherapy) as a treatment for attention deficit hyperactivity disorder: rationale and empirical foundation," Child and Adolescent Psychiatric Clinics of North America, vol. 14, no. 1, p. 55, Jan.2005.

بیان مساله تحقیق

6

چون عالئم مرک6زیADHD ش6امل آس6یب در کن6ترل رفت6ار و فق6دان توج6ه پای6دار میش6ود مطالع6ات مرب6وط ب6ه تص6ویر ب6رداری عص6بی روی س6اختارهایی

( و basal gangliaمتمرک6ز ش6ده اس6ت ک6ه در کن6ترل ح6رکت )مث6ل مخچ6ه و عملکرده66ای ت66وجهی )مث66ل ش66کنج کمربن66د ق66دامی، ناحی66ه پیش66انی س66مت

( دخیل هستند.corpus callosum،caudate راست، نواحی قدامی و خلف بافت کمتر نوارCorpus Callosum

خ6ون کم6تر در شارشAnterior Cingulate و خ6ون بیش6تر در ن6وار ب6اریکی از FMRIتصویربرداری در لوب فرونتال افراد دارای اختالل

بیان مساله تحقیق

7

SPECT

تق6ارن نب6ود ع6دم Caudate Nuclei 3)بخش س6مت راس6ت بایس6تی ح6دود %بزرگتر از سمت چپ باشد.(

MRI در كودك6ان مبتال، حجم دمي كوچك6تري را در نيمك6ره راس6ت نش6ان ميدهد.

تص6ویربرداریPET ن6یز ح6اکی از ك6اهش متابلیس6م مخ در ن6واحی مرب6وط ب6ه .کنترل توجه در مغز و کاهش متابوليسم گلوكز در بازال گانگليا است

بیان مساله تحقیق

8

درم6ان م6وثر ی6ک اختالل نیازمن6د تش6خیص صحیح آن است.می دانیم و CT، MRI، functional SPECبيش6تر اطالع6ات دري6افت ش6ده از مغ6ز از تص6وير ب6رداري ب6ا

PET س6ا6ل 13-126 بدس6ت6 آم6د6ه اس6ت6. اش6عه ب6راي 6كودك6ان 6خصوص6ا" 6در س6ني6ن كم6تر از مش6ك6ل آف6رين م6ي ب6اش6د ل6ذ6ا 6در گس6ت6رش 6تحقي6ق6ات مح6دودي6ت ايج6اد 6مي كن6د؛ بن6ابراین6 در 6

س6ا6ل ه6ا6ی6 اخ6یر 6ت6حقیق6ات6 د6ر ت6ش6خیص 6این ا6ختالل6 عم6د6تا ر6وی س6یگ6نال ا6لکتر6وانس6فالوگراف6ی و6 اغلب در6 حالت است6راحت 6)چشم باز 6و چشم بس6ته( انجام شده است.

دلی6ل م6اهیت غ6یر خطی و آش6وب گون6ه س6یگنال مغ6زی، اس6تفاده از ابزاره6ای خطی مث6ل به فی6لترس6از6ی و اس6تخراج وی6ژگیه6ای فر6کانس6ی از6 س6یگنال مغ6زی ب6اعث از بین رفتن م6اهیت

ولی در ع6وض ؛ دین6ا6میکی و در نتی6ج6ه از دس6ت6 دادن 6اطالع6ات 6در س6یگنال مغ6زی می ش6ودو6ی6ژگی ه6ای غ6یرخطی م6انن6د نم6ا6ی لیاپ6انوف، بع6د6 فرکت6ال و بع6د همبس6تگی ق6ادر ب6ه حف6ظ

ما6هیت اصلی سیگ6نال مغز6ی بوده و6 برای ک6می سازی سیگنال مغزی مناسب هستند.

هدف و چش6م ان6داز م6ا از تعری6ف این پ6روژه این است که به پاسخ این سواالت برسیم که :در تشخیص اختالل کدامند؟ه6ای ک6ارا و م6وثر از س6یگنال مغ6زی ی6ژگیو کمی می ت6وانیم درص6د ابتالی بیم6ار را اس6تخراج و آن را آی6ا از طری6ق ثبت س6یگنال مغ6زی

کنیم؟سازی

اهمیت و ضرورت انجام تحقیق

9

مرور تحقیقات گذشتهKoeheler چگ6الی ت6وان EEG را در بزرگس6االن دارای اختالل در ح6الت چش6م بس6ته و

د6ر6 ب6رخی از 6بان6ده6ا م6ور6د ا6رز6ی6اب6ی ق6را6ر داد6 و نه6ایت6ا ن6تیج6ه6 ا6ی ک6ه6 گ6رفت 6ای6ن ب6و6د ک6ه6 چ6گ6الی ت6و6ان6 الف6ا و 6تت6ا د6ر 6این ا6ف6راد د6ر6 مق6ایس6ه ب6ا6 6گ6روه6 ه6ای ب6د6ون 6اخت6الل اف6زای6ش

ت6وان 6 ن6یز گ6زار6ش6 ک6ردن6د6 ک6ه6 طی6ف را6 ای6ن این، ب6ر بینEEG 6ی6ا6فت6ه6 اس6ت. ع6الوه ن و6 کو6دکان دارای اختالل6 نیز مقداری6 تفاوت دارد .*بزرگ6ساال6

از طی6ف ت6وان س6ه بع6دی **درEEG و FFT اس6تفاده ش6ده ک6ه نش6ان ده6د بیم6اران ADHD ب6ه ک6ار6 دی6گ6ر نی6ازم6ن6د توج6ه کمبوده6ایی را د6ر س6وئیچ و پ6رش از ی6ک6 ک6ار

د6ارن6د. 6در ا6ین6 مقا6ل6ه از م6د6ل 6بازگش6ت6ی الج6س6تی6ک اس6تفا6ده کر6د6ن6د و6 ب6ه6 در6ص6د ص6حت % در طبقه بندی این اختالل رسیدند. 80

در*** Alexander دریافت که سوژه های دارای اختالل در اعمالی که با تحریکات هرتز 1پایینی را در فرکانس های حدود EEGدیداری-شنیداری انجام میدهند توان

دارند. در تش6خیص این اختالل ب6ا کم6ک 2010در س6ال ****اخ6یرا در ERP ب6ه درص6د ص6حت

% رسیدند.92 *Koehler S, Lauer P, Schreppel T, Jacob C, Heine M, Boreatti-Hümmer A, et al. Increased EEG power density in alpha and theta bands in adult ADHD patients.

Journal of Neural Transmission 2009; 116: 97-104. **Kovatchev B, Cox D, Hill R, Reeve R, Robeva R, Loboschefski T. A psychophysiological marker of Attention Deficit/Hyperactivity Disorder (ADHD)-defining

the EEG consistency index. Applied Psychophysiology and Biofeedback 2001; 26: 127-140.   ***Alexander DM, Hermens DF, Keage HAD, Clark CR, Williams LM, Kohn MR, et al. Event-related wave activity in the EEG provides new marker of ADHD.

Clinical Neurophysiology 2007; 119: 163-179.

**** Andreas Mueller, Gian Candrian, Juri D Kropotov, Valery A Ponomarev, Gian-Marco Baschera, "Classification of ADHD patients on the basis of independent ERP components using a machine learning system", Mueller et al. Nonlinear Biomedical Physics 2010, 4(Suppl 1):S1

10

سال

روش نتایج

1994

کورپ6وس ک6الوزوم در گ6روه اختاللی ب6ه ش6دت کوچک6تر پسر سا لم18 پسر اختاللی و 18مطالعه روی بود.

2000 ب6ا 40مقایس6ه اختالل دارای س6وژه 14 س6وژه سوژه کنترلی32اختالل در خواندن و

کم6تری در مقایس6ه ب6ا CPT نم6رات Adhdکودک6ان دارای خیر.RDگروه کنترلی داشتند ولی کودکان دارای

2002 ک6ودک و بزرگس6ال 152 از MRIمقایس6ه تص6اویر

ت6ا 5اختاللی و 18 س6ال کن6ترلی 139 س6وژه سال.19 تا 5/4

حجم مغ6ز بیم6اران اختاللی در ک6ل ن6واحی کوچک6تر ب6ود+ کودک6انی ک6ه دارو مص6رف نمی کردن6د حجم جس6م س6فید کودک6ان و کن6ترلی گ6روه ب6ا مقایس6ه در را کوچک6تری

تحت درمان دارویی نشان دادند.

2006

از MRIمقایس6ه و 163 اختالل دارای ک6ودک س6نی ت6ا 8متوس6ط ب6ا 9 س6ال ک6ودک 163

کن6ترلی. ه6دف محاس6به ض6خامت غش6ایی س6وژه دس6ته به6تر و 2ه6ا ب6ود. س6وژه ه6ای اختاللی ب6ه

ب6دتر بس6ته ب6ه ی6ک ترش6ولد در نم6رات آزم6ون و DSM-IV.تقسیم شده بودند

ن6واحی در کودک6ان دارای اختالل ض6خامت ک6رتکس در مهم کن6ترل توج6ه کم6تر ب6ود+ کودک6ان ب6ا عالئم اختاللی ب6دتر ک6رتکس پیش ق6دامی ب6اریکتری را در مقایس6ه ب6ا کودک6ان به6تر داش6تند. + ض6خامت قس6مت پیش ق6دامی چپ در کودک6ان ب6دتر ث6ابت ب6ود؛ در ح6الی ک6ه در کودک6ان ب6ا عالئم به6تر نرمالس6ازی ض6خامت ک6رتکس گیجگ6اهی

راست این تغییر غشایی را جبران می کرد.

2007منظ6ور ب6ه فرکت6ال اطالع6اتی بع6د محاس6به در ق6دامی پیش غش6ایی پیچی6دگی تش6خیص

پسر سالم11 پسر اختاللی و MRI 12تصاویر

در ه6ر دو گ6روه پیچی6دگی غش6ایی پیش ق6دامی س6مت گ6روه ب6ا مقایس6ه در ولی ب6ود راس6ت از بزرگ6تر چپ بس6یار اختاللی بیم6اران چپ س6مت پیچی6دگی س6الم

کاهش یافته بود.2008 روی از ای قاع6ده ه6ای عق6ده حجم مقایس6ه

در MRIتص6اویر و 47 اختالل دارای ک6ودک کودک سالم.66

پس6ران دارای اختالل حجم عق6ده ه6ای قاع6ده ای خیلی کوچکتری را داشتند.

2008 پس6ر دارای اختالل 12 از MRIمقایس6ه تص6اویر پسر سالم12 سال و 5/13 تا 11در رنج سنی

MRIPCA/FDALINEAR CLASSIFIERFDALOO Cross Validation%85 accuracy

مقاالت ژورنالی پزشکی

11

سال روش نتایج

1992 س6یگنال روی دارای EEGبررس6ی کودک6ان اختالل در شرایط استراحت

دامن6ه س6یگنال این کودک6ان در بان6د تت6ا بط6ور برجس6ته در ن6واحی ق6دامی اف6زایش یافت6ه ب6ود. در م6ورد اعم6الی ک6ه نیازمن6د توج6ه بودن6د فع6الیت بان6د تت6ا در ن6واحی مرک6زی و

بت6ا در و اف6زایش و 1ق6دامی ای آهیان6ه ن6واحی در گیجگاهی کاهش نشان میدادند.

1998 EEG ت6ا 8 ک6ودک 60 از س6ال در ح6الت 12

چشم بسته و استراحت

گروه اختاللی ترکی6بی در مقایس6ه ب6ا گ6روه اختاللی نقص توج6ه س6طوح ب6االتری را در دلت6ا و تت6ا و س6طوح کم6تری

را در بتا داشتند.1998 مقایس6ه دو گ6روه پس6ر دارای اختالل و س6الم

در حالت چشم بازمتوسط توان الفا- تتا- بتا تفاوتی نداشت.

1999 و اختالل دارای نوجوان6ان گ6روه دو مقایس6ه سالم در حالت چشم باز

اف6زایش و تت6ا بان6د در نوجوان6ان دارای اختالل فع6الیت توان باند بتا کاهش یافته بود.

1999 س6ال در 30 ت6ا 6 س6وژه 482 از QEEGثبت ( و حین خوان6دن و گ6وش CZح6الت ت6ک کانال6ه )

دادن و نقاشی کردن

ب6االتر بت6ای س6وژه ه6ای دارای اختالل ب6ه تت6ا ت6وان نرخ بود.

2001 QEEGثبت نرخ ت6وان تت6ا ب6ه الف6ا در ناحی6ه مرک6زی در گ6روه اختاللی در مقایس6ه ب6ا اختالل نقص توج6ه ب6االتر ب6ود.+ ن6رخ تت6ا ب6ه الف6ا و ن6رخ تت6ا ب6ه بت6ا در مقایس6ه ب6ا گ6روه س6الم ب6االتر

بود.2002 بررسی در بزرگساالن دارای اختالل فعالیت باندهای بتا و الفا نسبت به گروه سالم باال

رفته بود.

مقاالت ژورنالی مهندسی

12

سال روش نتایج2003 مقایسه دو گروه دارای اختالل و سالم ت6وان س6الم اف6راد ب6ا مقایس6ه در اختالل دارای گروه

ک6اهش یافت6ه ای در بان6دهای الف6ا و بت6ا و ت6وان اف6زایش یافته ای در باندهای دلتا و تتا داشتند.

2006 ب6ا 34مقایس6ه اختالل دارای بزرگس6ال 34 سوژه سالم در حالت چشم باز

توان در بزرگس6االن دارای اختالل در مقایس6ه ب6ا گ6روه نرمال افزایش در باندهای دلتا و تتا و نرخ تتا به بتا.

2007 نوجوانان دارای اختالل EEGبررسی سیگنال در حالت چشم بسته

فعالیت باندهای دلتا و تتا در گروه دارای اختالل افزایش یافته بود + نرخ تتا به بتا در نوجوانان مرد

نسبت به گروه سالم باالتر بود.

2008 18 تا 6 یک گروه دارای اختاللERPمقایسه

ساله با یک گروه سالم طی دو تحریک با فرکانس CPT و دیداری oddballشنیداری

هرتز و محاسبه گرادیان 500نمونه برداری فاز

فعالیت موجی سوژه های دارای اختالل طی دو تحریک هرتز کاهش یافته بود.1در فرکانس های حدود

2009 34 بزرگسال دارای اختالل با 34مقایسه سوژه سالم در حالت چشم بسته- محاسبه

چگالی توان در باندها

تفاوتی در فعالیت باند بتا دیده نشد و چگالی توان در الفا و تتا افزایش یافته بود.

2010 سوژه بزرگسال دارای ERP 74مطالعه روی

ساله 50 تا 18 سوژه نرمال 74اختالل و تحت دو تحریک )رفتن/نرفتن(

تجزی6ه و الگ6وریتم انتخ6اب ICA توس6ط ERPپاس6خ ه6ای داد و نهایت6ا ب6ا SVMوی6ژگی ی6ک مجموع6ه وی6ژگی را ب6ه

10-fold cross validation رس6یدند؛ در 92 ب6ه ص6حت %% رسیدند.دس6ته 90 خطی ب6ه ص6حت SVMح6الی ک6ه ب6ا

بندی توسط روش های غیرخطی انعطاف پذیر است.

مقاالت ژورنالی مهندسی

13

جنبه جدید بودن و نوآوری در تحقیق

با توج6ه ب6ه م6رور مق6االت دری6افتیم ک6ه مطالع6اتی ک6ه ت6ا ح6ال ه6ای وی6ژگی اس6تخراج کم6ک ب6ا ش6ده انج6ام کودک6ان روی فرکانس6ی ب6وده و قص6د م6ا این اس6ت ک6ه عم6دتا روی اس6تخراج

ویژگی های غیر خطی و دسته بندی های متنوع تری کار کنیم.

14

جمع آوری داده با همکاری گروه آتیه تهران

پیش پردازش

استخراج ویژگی

طبقه بندی کننده ها

شرح روش تحقیق

15

[1] Caei, H., J. Bouchez, et al. )2009(. "Inattentive Symptoms of ADHD Are Related to Evening Orientation." Journal of Attention Disorders Online First, Apr. 22.

[2] Solanto MV, Gilbert SN, Raj A, Zhu J, Pope-Boyd S, Stepak B, et al. Neurocognitive functioning in AD/HD, predominantly inattentive and combined subtypes. Journal of Abnormal Child Psychology 2007; 35: 729-744.

[3] McGee RA, Clark, SE, Symons, DK. Does the Conners’ Continuous Performance Test Aid in ADHD Diagnosis? J Abnorm Child Psychol 2000 28)5(:415-424.

 [4] Xiaobo Li, Jiefeng Jiang, Wanlin Zhu, Chunshui Yu, Manqiu Sui, Yufeng Wang, Tianzi Jiang " Asymmetry of prefrontal cortical convolution complexity in males with attention-deficit/hyperactivity disorder using fractal information dimension " ,Brain & Development 29 )2007( 649–655

  [5] Qiu, A., D. Crocetti, et al. )2008(. "Basal Ganglia Volume and Shape in Children with Attention Deficit Hyperactivity Disorder." AJP in advance, Published November 17.

 [6] M. Jack Cotlar, MD, "Attention Deficit Hyperactivity Disorder )ADHD( Life Insurance Implications". Journal of Insurance Medicine Insur Med 2003;35:51–56

 [7] Makris N, Biederman J, Valera EM, Bush G, Kaiser J, Kennedy DN, et al. Cortical thinning of the attention and executive function networks in adults with attention-deficit/hyperactivity disorder. Cereb Cortex 2006,

 [8] Shaw P, Lerch J, Greenstein D, Sharp W, Clasen L, Evans A, et al. Longitudinal mapping of cortical thickness and clinical outcome in children and adolescents with attention-deficit/hyperactivity disorder. Arch Gen Psychiatry 2006;63:540–9.

 [9] Andreas Mueller, Gian Candrian, Juri D Kropotov, Valery A Ponomarev, Gian-Marco Baschera, "Classification of ADHD patients on the basis of independent ERP components using a machine learning system", Mueller et al. Nonlinear Biomedical Physics 2010, 4)Suppl 1(:S1

[10] Koehler S, Lauer P, Schreppel T, Jacob C, Heine M, Boreatti-Hümmer A, et al. Increased EEG power density in alpha and theta bands in adult ADHD patients. Journal of Neural Transmission 2009; 116: 97-104.

 

مراجع

16

[11] Yordanov J, Banaschewski T, Kolev V, Woerner W, Rothenberger A. Abnormal early stages of task stimulus processing in children with attention-deficit hyperactivity disorder: evidence from event-related gamma oscillations. Clinical Neurophysiology 2001; 112: 1119-1127.

 [12] Kovatchev B, Cox D, Hill R, Reeve R, Robeva R, Loboschefski T. A psychophysiological marker of Attention Deficit/Hyperactivity Disorder (ADHD)-defining the EEG consistency index. Applied Psychophysiology and Biofeedback 2001; 26: 127-140.

 [13] Alexander DM, Hermens DF, Keage HAD, Clark CR, Williams LM, Kohn MR, et al. Event-related wave activity in the EEG provides new marker of ADHD. Clinical Neurophysiology 2007; 119: 163-179.