تحلیل الگوی تغییرات سیگنال‌های الکتروآنسفالوگرام خواب نوزادان در محدوده سنی 36 تا 45 هفته بارداری

نویسندگان

1 گروه مهندسی پزشکی، دانشگاه بین المللی امام رضا(ع)، مشهد، ایران

2 گروه مهندسی پزشکی، دانشگاه بین المللی امام رضا (ع)، مشهد، ایران

doi
10.22041/ijbme.2025.2068093.1991
چکیده

خواب نقش کلیدی در رشد و تکامل مغزی نوزادان ایفا می‌کند و تحلیل ویژگی‌های الکتروانسفالوگرام (EEG) در مراحل مختلف خواب می‌تواند بینشی دقیق از روند رشد نوروفیزیولوژیکی فراهم آورد. در این مطالعه، به منظور بررسی سیستماتیک تحولات نوروالکتریکی ناشی از پیشرفت سن جنینی، ۱۱۰۰ رکورد EEG از نوزادان ۳۶ تا ۴۵ هفته بارداری جمع‌آوری‌شده از دانشگاه ینا، آلمان، مورد تحلیل قرار گرفت. پس از پیش‌پردازش سیگنال و حذف آرتیفکت‌ها، ویژگی‌های فرکانسی (شامل توان باندهای دلتا، تتا، آلفا، بتا و نسبت‌های توان فرکانسی) و ویژگی‌های غیرخطی (شامل بعدهای فرکتال هیگوچی و کتز، آنتروپی نمونه، نمودار پوانکاره و تحلیل کمی‌سازی بازگشتی) از کانال‌های C3-T3 و C4-T4 استخراج شدند. برای ارزیابی نرمال‌بودن توزیع داده‌ها، آزمون کولموگروف-اسمیرنوف به‌کار گرفته شد. تفاوت‌های نیمکره‌ای با آزمون t زوجی و تفاوت‌های بین گروه‌های سنی با تحلیل واریانس یک‌طرفه (ANOVA) مورد بررسی قرار گرفتند. همچنین، به منظور مدلسازی روند تغییرات ویژگی‌ها با پیشرفت سن بارداری، از مدل‌های رگرسیونی خطی، چندجمله‌ای درجه دوم و نمایی استفاده شد و ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) به عنوان معیار برازش مدل محاسبه گردید. نتایج آزمون t زوجی نشان داد که هیچ تفاوت آماری معنی‌داری (05/0 p>) در مقادیر ویژگی‌ها بین نیمکره‌های چپ و راست وجود ندارد، که بیانگر تقارن الکتروفیزیولوژیکی و عملکرد متوازن نیمکره‌ها در این دوره از رشد است. در مقابل، آزمون ANOVA تفاوت‌های معنی‌دار آماری ( 001/0 > p) در ویژگی‌های استخراج‌شده بین گروه‌های سنی را تأیید کرد، که نشان‌دهنده تأثیر قوی سن جنینی بر تکامل الگوهای فعالیت مغزی است. مدل‌سازی رگرسیونی نشان داد که برخی نسبت‌های توان فرکانسی بهترین برازش (کمترین RMSE) را در توصیف روند تغییرات ویژگی‌ها با سن دارند. این یافته‌ها اهمیت نسبت‌های توان فرکانسی به عنوان شاخص‌های حساس و قابل اعتماد در رصد رشد مغزی و ارزیابی کیفیت خواب نوزادان را برجسته می‌سازد.