專利名稱：確定脊髓損傷程度及損傷部位的檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種確定脊髓損傷程度及損傷部位的檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
脊髓受損是指脊髓神經(jīng)因某些原因?qū)е聯(lián)p傷，從而會(huì)不同程度影響身體活動(dòng)功 能，受損程度由脊髓神經(jīng)損傷的位置及嚴(yán)重程度而定。探測脊髓的受損程度以及受損部位 對(duì)于治療各種原因?qū)е碌募顾枭窠?jīng)受損起著至關(guān)重要的作用。體感誘發(fā)電位測定(SEP)是 測定軀體感覺系統(tǒng)(以脊髓后索為主)的傳導(dǎo)功能的檢測法。傳統(tǒng)SEP是采用脈沖電刺激周圍混合神經(jīng)的感覺支，并同時(shí)利用神經(jīng)電生理儀器 在近端周圍神經(jīng)、脊髓表面或頭皮皮層感覺區(qū)域記錄生物電活動(dòng)波形，主要觀測指標(biāo)為潛 伏期和波幅，進(jìn)而判斷脊髓損傷程度。電刺激激活了與皮膚觸覺和震感相關(guān)的機(jī)械感受器(Mechanorec印tor)，同時(shí)也 激活了傷害性感受器(Nociceptive Rec印tor)，致使記錄到的皮層電信號(hào)包括了混合神經(jīng) 纖維傳導(dǎo)的信號(hào)、Aβ纖維傳導(dǎo)的機(jī)械刺激信號(hào)、A δ纖維傳導(dǎo)的第一疼痛信號(hào)以及C纖維 傳導(dǎo)的第二疼痛信號(hào)等。多種成分的傳導(dǎo)信號(hào)會(huì)使得SEP記錄變異性較大，信噪比較低，記 錄到的信號(hào)不易于分析，從而對(duì)結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要針對(duì)的SEP所記錄的信號(hào)不準(zhǔn)確的問題，提供一套確定脊髓損 傷程度及損傷部位的檢測系統(tǒng)。一種確定脊髓損傷程度及損傷部位的檢測系統(tǒng)，包括激光器、濾波裝置、腦電信號(hào) 采集裝置、信號(hào)分析系統(tǒng)、顯示裝置；所述激光器產(chǎn)生的激光束通過濾波裝置照射到人體 上；所述腦電信號(hào)采集裝置用于采集人體的腦電信號(hào)；所述信號(hào)分析系統(tǒng)采用實(shí)時(shí)信號(hào)處 理算法對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行處理，并輸出檢測結(jié)果；所述顯示裝置用于顯示不同刺激部位的波 形及檢測結(jié)果。優(yōu)選的，所述激光器是二氧化碳激光器。優(yōu)選的，所述激光束的波長是10. 6 μ m,直徑是2mm，持續(xù)時(shí)間是20ms，激光強(qiáng)度是 2-4瓦或者5-7瓦。優(yōu)選的，所述濾波裝置為具有微孔陣列的薄鋁片。優(yōu)選的，所述薄鋁片的厚度是0. 1mm，所述微孔的直徑為0. 4mm，相鄰微孔之間的 距離為1mm。優(yōu)選的，所述腦電信號(hào)采集裝置包括采集模塊和信號(hào)預(yù)處理模塊，所述采集模塊 通過電極采集腦電信號(hào)，所述預(yù)處理模塊用于對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、采樣及模數(shù)轉(zhuǎn)換處理。優(yōu)選的，所述信號(hào)分析系統(tǒng)采用實(shí)時(shí)信號(hào)處理算法對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行處理包括對(duì) 腦電信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理；對(duì)幅值信號(hào)進(jìn)行特征提??；將特征值與參考值進(jìn)行比較；獲取峰值出現(xiàn)的時(shí)間及幅度。優(yōu)選的，所述檢測結(jié)果包括各刺激部位的損傷程度以及損傷部位信息。上述確定脊髓損傷程度及損傷部位的檢測系統(tǒng)通過濾波裝置使激光器產(chǎn)生的激 光束照射在人體的特定部位上，可以做到只選擇性地刺激C纖維，避免了同時(shí)刺激機(jī)械感 受器以及傷害 性感受器，所記錄到的信號(hào)僅是C纖維刺激相關(guān)的激光誘發(fā)電位，因此，上述 確定脊髓損傷程度及損傷部位的檢測系統(tǒng)所記錄的信號(hào)更為清晰，成分更簡單，對(duì)脊髓損 傷程度及損傷部位的判斷也相應(yīng)更準(zhǔn)確可靠。


圖1是確定脊髓損傷程度及損傷部位的檢測系統(tǒng)的示意圖。圖2為濾波光置的示意圖。圖3是腦電信號(hào)采集裝置的示意圖。圖4是信號(hào)分析系統(tǒng)的工作流程圖。圖5是記錄不同部位的Ultra-late LEP的潛伏期以及幅度的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖。
具體實(shí)施例方式圖1是確定脊髓損傷程度及損傷部位的檢測系統(tǒng)的示意圖。確定脊髓損傷程度及 損傷部位的檢測系統(tǒng)包括激光器、濾波裝置、腦電信號(hào)采集裝置、信號(hào)分析系統(tǒng)、顯示裝置。激光器為低功率二氧化碳激光器，產(chǎn)生的激光束的波長是10. 6 μ m,直徑是2mm， 持續(xù)時(shí)間是20ms。圖2為濾波裝置的示意圖。濾波裝置201為具有微孔陣列的薄鋁片，微孔陣列位 于薄鋁片的中部。微孔202的直徑為0. 4mm，相鄰微孔202之間的距離為1mm。此外，濾波裝置也可以是只有一個(gè)微孔的薄鋁片。圖3是腦電信號(hào)采集裝置的示意圖。腦電信號(hào)采集裝置包括采集模塊和信號(hào)預(yù)處 理模塊。采集模塊通過電極采集腦電信號(hào)。預(yù)處理模塊用于對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、采 樣及模數(shù)轉(zhuǎn)換處理。圖4是信號(hào)分析系統(tǒng)的工作流程圖。信號(hào)分析系統(tǒng)采用實(shí)時(shí)信號(hào)處理算法對(duì)不同 刺激部位的腦電信號(hào)進(jìn)行處理。處理過程包括對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，對(duì)幅值信號(hào)進(jìn)行特 征提取，將特征值與參考值進(jìn)行比較，獲取峰值出現(xiàn)的時(shí)間及幅度，輸出檢測結(jié)果。檢測結(jié) 果包括各刺激部位的損傷程度以及損傷部位信息。顯示裝置用于顯示不同刺激部位的波形及檢測結(jié)果。上述確定脊髓損傷程度及損傷部位的檢測系統(tǒng)的使用方法如下將薄鋁片放置在被試者的脊椎棘突上方的皮膚表面，打開激光器，微孔陣列將允 許激光器所產(chǎn)生的激光透過1至4個(gè)微孔照射到皮膚上。激光強(qiáng)度分別為2-4瓦與5-7瓦。 為了避免適應(yīng)性，在照射時(shí)選擇3-10秒的間斷時(shí)間。每次脈沖刺激的位置以棘突為中心， 在橫向2cmX Icm的范圍內(nèi)微移。C纖維感覺神經(jīng)末梢在皮膚中的密度比A δ纖維要高，而 且激活的閾值較低，因此通過調(diào)節(jié)激光強(qiáng)度(優(yōu)選為低功率二氧化碳激光束)可以實(shí)現(xiàn)選 擇性的只刺激無髓鞘C纖維。將腦電信號(hào)采集裝置的電極放在C2、C3及C4位置(按照國 際10/20標(biāo)準(zhǔn))，以耳垂為參考電極，記錄被試者的腦電信號(hào)。計(jì)算機(jī)根據(jù)C纖維刺激相關(guān)的激光誘發(fā)電位的峰值潛伏期及峰值幅度確定脊髓的損傷程度。依照脊柱圖譜，對(duì)不同部位依次進(jìn)行照射，可以獲得不同部位的C纖維刺激相關(guān) 的激光誘發(fā)電位，通過分析不同部位的C纖維刺激相關(guān)的激光誘發(fā)電位的峰值潛伏期及峰 值幅度可以確定脊髓損傷部位。選擇11位健康正常的男自愿者進(jìn)行測試，他們的年齡范圍從27歲到43歲，身高 從165cm到180cm。根據(jù)脊柱圖譜，對(duì)脊柱的不同部位的棘突上方的皮膚進(jìn)行刺激，并記錄 每個(gè)部位的Ultra-late LEP潛伏期以及幅度，作為臨床診斷的參考值，對(duì)患者脊髓損傷程 度進(jìn)行診斷。選擇C7、T4、T8以及T12這四個(gè)部位為參考位置，分別刺激這四個(gè)部位脊椎棘 突上方的皮膚，并記錄每個(gè)部位的Ultra-late LEP潛伏期以及幅度(見圖5)。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果 可以看到，在這4個(gè)不同部位都能記錄到清晰的Ultra-late LEP，通過加權(quán)平均計(jì)算，可以 得到4個(gè)部位不同的平均潛伏期及其標(biāo)準(zhǔn)偏差(見下表)。 利用所得到的數(shù)據(jù)作為參考指標(biāo)，對(duì)病人測試所獲得的結(jié)果進(jìn)行分析，從而判斷 病人脊髓受損程度。同時(shí)，依照脊柱圖譜，對(duì)不同部位依次進(jìn)行刺激，可以獲得不同部位的 Ultra-late LEP潛伏期以及幅度，從而探測到脊髓受損的部位。上述確定脊髓損傷程度及損傷部位的檢測系統(tǒng)通過濾波裝置使激光器產(chǎn)生的激 光束照射在人體的特定部位上，可以做到只選擇性地刺激C纖維，避免了同時(shí)刺激機(jī)械感 受器以及傷害性感受器，所記錄到的信號(hào)僅是C纖維刺激相關(guān)的激光誘發(fā)電位，因此，上述 確定脊髓損傷程度及損傷部位的檢測系統(tǒng)所記錄的信號(hào)更為清晰，成分更簡單，對(duì)脊髓損 傷程度及損傷部位的判斷也相應(yīng)更準(zhǔn)確可靠。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種確定脊髓損傷程度及損傷部位的檢測系統(tǒng)，其特征在于包括激光器、濾波裝置、腦電信號(hào)采集裝置、信號(hào)分析系統(tǒng)、顯示裝置；所述激光器產(chǎn)生的激光束通過濾波裝置照射到人體上；所述腦電信號(hào)采集裝置用于采集人體的腦電信號(hào)；所述信號(hào)分析系統(tǒng)采用實(shí)時(shí)信號(hào)處理算法對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行處理，并輸出檢測結(jié)果；所述顯示裝置用于顯示不同刺激部位的波形及檢測結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的確定脊髓損傷程度及損傷部位的檢測系統(tǒng)，其特征在于所述 激光器是二氧化碳激光器。
3.如權(quán)利要求2所述的確定脊髓損傷程度及損傷部位的檢測系統(tǒng)，其特征在于所述 激光束的波長是10. 6ii m，直徑是2mm，持續(xù)時(shí)間是20ms，激光強(qiáng)度是2_4瓦或者5_7瓦。
4.如權(quán)利要求1所述的確定脊髓損傷程度及損傷部位的檢測系統(tǒng)，其特征在于所述 濾波裝置為具有微孔陣列的薄鋁片。
5.如權(quán)利要求4所述的確定脊髓損傷程度及損傷部位的檢測系統(tǒng)，其特征在于所述 薄鋁片的厚度是0. 1mm，所述微孔的直徑為0. 4mm，相鄰微孔之間的距離為1mm。
6.如權(quán)利要求1所述的確定脊髓損傷程度及損傷部位的檢測系統(tǒng)，其特征在于所述 腦電信號(hào)采集裝置包括采集模塊和信號(hào)預(yù)處理模塊，所述采集模塊通過電極采集腦電信 號(hào)，所述預(yù)處理模塊用于對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、采樣及模數(shù)轉(zhuǎn)換處理。
7.如權(quán)利要求1所述的確定脊髓損傷程度及損傷部位的檢測系統(tǒng)，其特征在于所述 信號(hào)分析系統(tǒng)采用實(shí)時(shí)信號(hào)處理算法對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行處理包括對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理； 對(duì)幅值信號(hào)進(jìn)行特征提取；將特征值與參考值進(jìn)行比較；獲取峰值出現(xiàn)的時(shí)間及幅度。
8.如權(quán)利要求1所述的確定脊髓損傷程度及損傷部位的檢測系統(tǒng)，其特征在于所述 檢測結(jié)果包括各刺激部位的損傷程度以及損傷部位信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種確定脊髓損傷程度及損傷部位的檢測系統(tǒng)，包括激光器、濾波裝置、腦電信號(hào)采集裝置、信號(hào)分析系統(tǒng)、顯示裝置；所述激光器產(chǎn)生的激光束通過濾波裝置照射到人體上；所述腦電信號(hào)采集裝置用于采集人體的腦電信號(hào)；所述信號(hào)分析系統(tǒng)采用實(shí)時(shí)信號(hào)處理算法對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行處理，并輸出檢測結(jié)果；所述顯示裝置用于顯示不同刺激部位的波形及檢測結(jié)果。所述確定脊髓損傷程度及損傷部位的檢測系統(tǒng)只選擇性地刺激C纖維，所記錄到的信號(hào)僅是C纖維刺激相關(guān)的激光誘發(fā)電位，因此，上述確定脊髓損傷程度及損傷部位的檢測系統(tǒng)所記錄的信號(hào)更為清晰，成分更簡單，對(duì)脊髓損傷程度及損傷部位的判斷也相應(yīng)更準(zhǔn)確可靠。
文檔編號(hào)A61B5/00GK101856221SQ20101017985
公開日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月12日
發(fā)明者王立平, 申小娟, 秋云海 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院