本发明涉及一种早期筛查大脑功能窄化的物理检测方法。
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。
知觉窄化是一种发育过程，在此过程中，大脑利用环境经验来塑造感知能力。这一过程可以改善人们对自身经常经历的事物的感知能力，却使他们对不经常接触事物的感知能力下降。这一现象是神经可塑性的结果，包括赫布学习和突触修剪。通过这些机制，更经常使用的神经通路被强化，使它们更有效率；而那些不常使用的通路变得低效。这一过程在发育的敏感时期最为明显。人类婴儿天生就能感知各种各样的刺激，随着年龄的增长，他们通过以一种更符合社会文化的方式对各种刺激分类，开始有选择地窄化这些认知。这一领域的大部分研究都集中在人类婴儿的面部识别和音素识别上。
知觉窄化也与联觉有关。在出生时，婴儿有广泛的能力去发现语言之间的相似性和差异性。不同语言的音素对不到6个月的婴儿来说是不同的，但是随着婴儿的成长和他们的大脑发育，他们无法区分非母语的音素及其母语音素。这大概是由于婴儿经常使用他们的母语，而不是在非母语的情况下获得更多的经验。研究表明，这种感知的窄化现象发生在生命的第一年。与8－10个月大的婴儿相比，6－8个月大的婴儿有更大的区分非本地声音的能力。在12个月大的时候，婴儿开始用他们的母语来理解和制造语言，在婴儿出生的第一年后，婴儿只能对音位差异表现出与成人类似的低水平察觉能力。
自闭症儿童通常表现出社交障碍，归根结底是感知窄化障碍，表现在面部识别和音素识别方面；因此要提前检测其致病风险，需要在12个月以前对其进行面部识别或音素识别能力的检测；由于婴儿不能主动控制注意力，视觉刺激效果不佳，因此不能进行面部识别能力检测，只能进行另一项检测，即音素识别能力检测。
现有的事件相关电位刺激方法通常采用根据第一信号系统设计的声、光、电等刺激模式或简单的视听刺激模式，不含有语音素材，也没有针对性。
自闭症一旦发病就难以治疗，后期发现对于治疗毫无帮助，因此自闭症的早期筛查很有必要；由于婴儿的神经可塑性最高，早发现早干预，进行针对性语音训练，可降低发病风险。
因此，如何提供一种含有语音素材，且具有针对性的物理检测方法成为了业界需要解决的问题。
技术实现要素：
针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种早期筛查大脑功能窄化的物理检测方法，其含有语音素材，且具有针对性。
为了实现上述目的，本发明提供了一种早期筛查大脑功能窄化的物理检测方法，物理检测方法包括：
步骤s1：刺激编排；采用语音素材作为刺激，语音素材长度为230－300ms，刺激间隔不少于700ms；
步骤s2：数据采集；通过扬声器随机播放多个刺激，音量80db，播放时间总计15分钟；以左右耳垂为参考电极，用脑电放大器(rainjet)记录连续脑电信号；脑电信号经放大器放大，并被分段提取，经校正后记录；
步骤s3：数据处理；将记录的脑电信号叠加平均，分别计算出左右脑区的平均值，得到两条曲线；
步骤s4：波形识别；寻找并识别曲线的波谷，自动提取其潜伏期和波幅。
本发明中，实验对象为12个月以前的婴儿。
本发明中，步骤s2中，播放刺激时，实验者要在婴儿面前吹气球以吸引其注意力，并增加婴儿对电极传感器的耐受性。
本发明中，步骤s3中，鉴于对各个条件没有主效应和互影响，对于每个脑半球，通过打乱条件显示两条曲线；每个脑区有4个导联。
本发明属于神经电生理领域，涉及事件相关电位(erp)技术，可进行专业录音或合成语音素材；在播放刺激过程中，通过大脑头皮上的电极采集到语言障碍相关的晚期负慢波，可用于语言障碍及自闭症风险的早期筛查。
本发明的难点在于找出适合于中国婴儿的有效范式及其检测条件，并根据年龄及认知水平设计检测方案，挑选适用的语音素材，并且将语音刺激的时间精度控制在毫秒范围；一旦素材选择不当以及时间控制不好，就难以诱发出事件相关电位晚期负慢波，达不到预期的筛查效果。
本发明基于人类特有的第二信号系统以及婴幼儿音素知觉窄化的发育规律，筛选与配对婴幼儿能够理解的语音素材，作为事件相关电位刺激素材，对国际通用的怪球范式(oddball)进行改进，并进行特殊编排构成被动双怪球范式。
本发明针对目前自闭症一旦发病很难治愈，只能进行早期干预和有针对性的语音训练，并且国内外尚无自闭症早期筛查工具的现状，采用语音刺激诱发事件相关电位的方法，提前发现自闭症的发病风险，填补了国内外自闭症物理检测早期筛查的空白，从而达到早发现早治疗的目的。
根据本发明另一具体实施方式，步骤s1中，刺激间隔为从上一个刺激结束到下一个刺激开始之间的时间间隔。
根据本发明另一具体实施方式，步骤s1中，刺激包括标准刺激和偏差刺激。
本方案中，标准刺激采用的语音素材为四川方言/dia/(diadia叠音，为爷爷的意思)，占所有刺激总数量的80％。
偏差刺激采用的语音素材为本地语言和非本地语言：
本地语音为普通话/ta/(如塔的发音)，采用其作为语音素材的刺激占所有刺激总数量的10％；
非本地语音为陕西方言/da/(dada叠音，比如大大为大伯的意思)，采用其作为语音素材的刺激占所有刺激总数量的10％。
根据本发明另一具体实施方式，偏差刺激播放之前至少要先播放2个标准刺激。
根据本发明另一具体实施方式，步骤s2在电子屏蔽的消声室内进行。
根据本发明另一具体实施方式，步骤s2中，脑电信号经放大器放大时，带通为0.1－100hz，数字化率为250hz。
根据本发明另一具体实施方式，步骤s2中，脑电信号被分段提取的部分包括刺激前100ms和刺激后700ms。
根据本发明另一具体实施方式，步骤s2中，提取的脑电信号经30hz的低通滤波，以刺激前100ms的平均值作为基线进行基线校正；校正后，分左右两个区域在前部脑区的电极进行记录，左右两个区域分别为左额－中央区和右额－中央区。
根据本发明另一具体实施方式，步骤s3中，仅有位于偏差刺激前的标准刺激参与叠加；将3种刺激放在一起进行叠加平均。
根据本发明另一具体实施方式，步骤s4中，以双侧乳突为参考，在250－550ms内识别负向慢波。
本方案中，进行平均参考时，平均波形以所有导联的平均值重新作为参考，在300－700ms内识别。
与现有技术相比，本发明具备如下有益效果：
本发明可用于语言障碍及自闭症风险的早期筛查；采用语音刺激诱发事件相关电位的方法，通过大脑头皮上的电极采集到语言障碍相关的晚期负慢波，提前发现自闭症的发病风险；填补了国内外自闭症物理检测早期筛查的空白，从而达到早发现早治疗的目的。
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
附图说明
图1是实施例1的物理检测方法的电极安装位置示意图；
图2是实施例1的物理检测方法的刺激模式示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种早期筛查大脑功能窄化的物理检测方法，其包括：
准备工作：检测前在软件上登记受检婴儿的姓名、月龄，选择刺激方案；入组条件：受检婴儿的年龄12个月内；排除条件：听力障碍婴儿。
步骤s1：刺激编排；采用语音素材作为刺激，语音素材长度为230－300ms，刺激间隔700ms。
语音刺激总数为600个；刺激间隔为从上一个刺激结束到下一个刺激开始之间的时间间隔。
刺激包括标准刺激和偏差刺激。
标准刺激采用的语音素材为四川方言/dia/(diadia叠音，为爷爷的意思)，占所有刺激总数量的80％。
偏差刺激采用的语音素材为本地语言和非本地语言：
本地语音为普通话/ta/(如塔的发音)，采用其作为语音素材的刺激占所有刺激总数量的10％；
非本地语音为陕西方言(unvoiced)/da/(dada叠音，比如大大为大伯的意思)，采用其作为语音素材的刺激占所有刺激总数量的10％。
步骤s2：数据采集；通过扬声器随机播放多个刺激，音量80db，播放时间总计15分钟；以左右耳垂为参考电极，用脑电放大器(rainjet)记录连续脑电信号；脑电信号经放大器放大，并被分段提取，经校正后记录。
步骤s2在电子屏蔽的消声室内进行；偏差刺激播放之前要先播放3个标准刺激。
播放刺激时，实验者要在婴儿面前吹气球以吸引其注意力，并增加婴儿对电极传感器的耐受性；给受检婴儿佩戴电极帽，安装浸泡过盐水的海绵电极；如图1所示，在前部脑区的电极位置，分左右两个区域按照10/10系统安装电极：左额－中央区(fc1，fc5，c3，c5)和右额－中央区((fc2，fc6，c4，c6)。
安装完毕，给受检婴儿佩戴耳机，电极阻抗低于5千欧；如图2所示，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，要求受检婴儿坐在母亲腿上或高脚椅上，待所有刺激播放完毕，保存原始数据，即连续脑电信号。
脑电信号经放大器放大时，带通为50hz，数字化率为250hz。
脑电信号被分段提取的部分包括刺激前100ms和刺激后700ms。
提取的脑电信号经30hz的低通滤波，以刺激前100ms的平均值作为基线进行基线校正；校正后，分左右两个区域在前部脑区的电极进行记录，左右两个区域分别为左额－中央区和右额－中央区。
步骤s3：数据处理；将记录的脑电信号叠加平均，分别计算出左右脑区的平均值，得到两条曲线。
鉴于对各个条件没有主效应和互影响，对于每个脑半球，通过打乱条件显示两条曲线；每个脑区有4个导联。
仅有位于偏差刺激前的标准刺激参与叠加；将3种刺激放在一起进行叠加平均。
步骤s4：波形识别；寻找并识别曲线的波谷，自动提取其潜伏期和波幅。
经1－30赫兹的带通滤波，以双侧乳突为参考，在滤波后的波形中250－550毫秒范围内寻找波谷将其识别为负慢波，或自动标记负慢波，将其潜伏期、波幅自动提取出来。
实施例2
本实施例与实施例1的不同在于：步骤s4中，不以双侧乳突为参考，而进行平均参考；平均波形以所有导联的平均值重新作为参考，在300－700ms内识别。
实施例3
本实施例与实施例1的不同在于：标准刺激采用的语音素材为梵语(嗓音)
本地语音为英语组合(非嗓音)/ta/，采用其作为语音素材的刺激占所有刺激总数量的10％；
非本地语音为梵语组合(非嗓音)/da/，采用其作为语音素材的刺激占所有刺激总数量的10％。
虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的范围所涵盖。