專(zhuān)利名稱(chēng)：用于評(píng)估腦功能的方法和便攜式自動(dòng)腦功能評(píng)估設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及急診揀別分類(lèi)領(lǐng)域，具體而言，涉及用于執(zhí)行急診神經(jīng) 學(xué)揀別分類(lèi)的方法和設(shè)備。此外，本發(fā)明涉及用于評(píng)估腦功能的方法和 設(shè)備。
背景技術(shù)：
在人體中，中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)和腦執(zhí)行著最為復(fù)雜和基本的處 理任務(wù)。令人驚訝的是，現(xiàn)代衛(wèi)生保健竟然缺乏對(duì)其功能進(jìn)行客觀評(píng)估 的精密工具。 一般臨床通過(guò)問(wèn)診和主，見(jiàn)的物理測(cè)試對(duì)病人的精神和神經(jīng) 狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。目前，臨床實(shí)驗(yàn)室還沒(méi)有能力對(duì)腦功能或病變進(jìn)行評(píng)估， 其作用僅限于識(shí)別可能對(duì)CNS造成外部影響的毒物、毒素或藥物。盡 管諸如記算機(jī)斷層成像(CT)、磁共振成像(MRI)的腦成像研究等到 了廣泛的應(yīng)用并且發(fā)揮了其作用，但是這些成像研究只是結(jié)構(gòu)/解剖學(xué)測(cè) 試，其對(duì)腦功能的揭示4艮少或幾乎沒(méi)有。在急性腦損傷、中風(fēng)或癲癇發(fā) 作的緊接著的時(shí)間里，即使存在明顯的、驟然失常的腦功能，這些成像 研究通常也無(wú)法揭示異常性。CT和MRI只能探測(cè)在腦的形態(tài)或結(jié)構(gòu)發(fā) 生變化之后的癥象。在某些情況下，當(dāng)在CT或MRI上表現(xiàn)出明顯的變 化或者可以看到嚴(yán)重的神經(jīng)學(xué)病變時(shí)，病人可能已經(jīng)在急救室(ER)中 渡過(guò)了幾個(gè)小時(shí)甚至幾天。但是，腦的電學(xué)活動(dòng)將4艮快受到影響。諸如 功能性MRI ( fMRI)的成像醫(yī)療器械測(cè)量腦的不同部分內(nèi)的氧飽和度的 變化。諸如正電子發(fā)射層析成像(PET)和單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)化斷層顯 像(SPECT)的放射性同位素成像對(duì)腦內(nèi)的化學(xué)變化進(jìn)行評(píng)估，以此作 為具有有限的靈敏度和專(zhuān)業(yè)性的功能測(cè)量。所有的這些評(píng)估工具在所選 的情況下都起著重要的作用，但是這些工具成本高，不能普及，而且在 緊急醫(yī)療情況的早期無(wú)法提供關(guān)鍵信息?，F(xiàn)有技術(shù)無(wú)法提供對(duì)于及時(shí)干 預(yù)、適當(dāng)?shù)膾e分類(lèi)或者制定適當(dāng)醫(yī)療方案而言非常關(guān)鍵的快速的可以付諸行動(dòng)的信息。
在人體的所有器官當(dāng)中，CNS和腦也是對(duì)時(shí)間最為敏感的，并且具 有最小的修復(fù)能力。目前，具有改變的精神狀態(tài)、急性神經(jīng)病或頭部傷 損的急救室病人必須經(jīng)受昂貴耗時(shí)的測(cè)試來(lái)確定適當(dāng)?shù)闹委煼桨?。令?遺憾的是，在很多情況下，病人在等待設(shè)備就緒或者專(zhuān)家對(duì)測(cè)試進(jìn)行解
讀的同時(shí)，其臨床癥象不斷惡化。ER醫(yī)生的任務(wù)在于基本上確定腦是 否正常工作，異常性實(shí)質(zhì)上是精神方面的還是器官方面的，器官異常性 是全局性的還是側(cè)部的，并給出對(duì)診斷可能性的初始評(píng)估。ER醫(yī)生所 面臨的問(wèn)題在于他們的資源相當(dāng)有限，只有閃光燈、橡皮反射錘等。令 人驚訝的是，醫(yī)生對(duì)涉及急診或干預(yù)的施用的所有決斷，包括CT掃描、 脊推抽液、額外的會(huì)診或放棄都是以這種過(guò)分簡(jiǎn)化的測(cè)試的結(jié)果為基礎(chǔ) 的。
ER病人經(jīng)常被送去做影像研究，但是仍然有很多功能性腦異常， 例如，癲癇發(fā)作是無(wú)法在CT掃描上看到的。某些最終將引發(fā)解剖學(xué)和 結(jié)構(gòu)性后果的異常通常需要一定時(shí)間才能顯露。很多重要的病癥，例如， 缺血性中風(fēng)、腦震蕩、盧貞內(nèi)壓升高等都是這種情況。因而，CT掃描的 定位、費(fèi)用和有限的可用性都可能帶來(lái)問(wèn)題，同時(shí)CT掃描是結(jié)構(gòu)性測(cè) 試而不是功能性測(cè)試。
在American College of Emergency Physicians調(diào)查的二百多名醫(yī)生 中有三分之一感到良好的臨床實(shí)驗(yàn)室、神經(jīng)學(xué)測(cè)試和對(duì)頭部的CT掃描 的組合不足以對(duì)每一位精神狀態(tài)發(fā)生改變或具有神經(jīng)學(xué)功能紊亂的病 人進(jìn)行評(píng)估。來(lái)自CDC NHS數(shù)據(jù)庫(kù)和從業(yè)ER醫(yī)生的共識(shí)性估計(jì)為， 在美國(guó)，在每年超過(guò)1億次ER就診中，需要精神狀態(tài)測(cè)試的病人占15% ， 在某些情況下，還要多得多。
單單美國(guó)的(CDC/NCHS)信息庫(kù)，每年就有超過(guò)1億次ER就診。 2000年，這些病人中超過(guò)1300萬(wàn)需要正式的精神狀態(tài)測(cè)試，并且?guī)缀?500萬(wàn)接受了 CT掃描。這一數(shù)據(jù)表明了對(duì)能夠在醫(yī)院、救護(hù)車(chē)、體育 賽事現(xiàn)場(chǎng)或任何其他可能必需緊急神經(jīng)學(xué)評(píng)估的場(chǎng)合執(zhí)行實(shí)時(shí)功能性 腦狀態(tài)評(píng)估的需求。
所有的腦活動(dòng)，不管其是反射性的、機(jī)械的、神志不清的或神智清 醒的，在實(shí)質(zhì)上都是電活動(dòng)。通過(guò)以:故稱(chēng)作神經(jīng)遞質(zhì)的微粒(molecule) 作為介質(zhì)的一系列電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電勢(shì)(電壓)，并使其通過(guò)大腦傳輸，在無(wú)數(shù)神經(jīng)元之間連續(xù)傳播。這一活動(dòng)建立了腦電圖(EEG)的基本電
特征，并且建立了具有解剖學(xué)結(jié)構(gòu)和功能方面的基礎(chǔ)的可識(shí)別的頻率。
對(duì)這些基本節(jié)律及其意義的理解使得標(biāo)示EEG在正常界限之內(nèi)或超越 正常界限的特征成為了可能。在這一基礎(chǔ)水平上，EEG起著正常和異常 腦功能的標(biāo)示特征的作用。
自有記錄以來(lái)，尤其是自計(jì)算機(jī)出現(xiàn)以來(lái)，對(duì)腦的電學(xué)活動(dòng)的全面 研究已經(jīng)進(jìn)行了 75年。在數(shù)百個(gè)具有窄標(biāo)準(zhǔn)偏差的研究當(dāng)中，腦的"正 常，，電學(xué)活動(dòng)已經(jīng)得到了^f艮好的特征表述。腦的某些部分的電學(xué)活動(dòng)的 頻率是對(duì)各種刺激，例如聲音、；〖見(jiàn)覺(jué)或疼痛的正常響應(yīng)，人們將其稱(chēng)為 "誘發(fā)電勢(shì)"。誘發(fā)電勢(shì)(EP)是具有特征形狀的特定波，這些波形內(nèi) 的幅度和峰持續(xù)時(shí)間以及4艮多其他特征都具有明確設(shè)立的規(guī)范數(shù)據(jù)，這 些數(shù)據(jù)是在數(shù)十年的研究當(dāng)中產(chǎn)生的。在不同的性別、年齡和種族之間， 針對(duì)所有EEG和誘發(fā)響應(yīng)波的規(guī)范數(shù)據(jù)都保持顯著的恒定。此外，所 存在的任何變化都得到了明確的描述和解釋。
神經(jīng)學(xué)科學(xué)家也對(duì)各種不同的腦病變的EEG顯像進(jìn)行了特征描繪。 正像異常心電圖(ECG)圖案是特定心臟病變的有力指示一樣，不規(guī)則 的腦電案也是特定腦病變的有力指示。 一系列病變都已經(jīng)得到了很 好的特征描繪急性和慢性、結(jié)構(gòu)性、中毒性、新陳代謝的乃至更為具 體的診斷，例如缺血性中風(fēng)、癲癇發(fā)作、腦震蕩、酒精和藥物過(guò)量、 神經(jīng)學(xué)病癥以及包括阿爾茨海默癥的癡呆病。大量的經(jīng)過(guò)不斷的細(xì)化和 補(bǔ)充的數(shù)據(jù)構(gòu)成了臨床神經(jīng)生理學(xué)領(lǐng)域。
盡管基于EEG的神經(jīng)學(xué)技術(shù)目前已經(jīng)被廣泛接受，而且存在大量 的數(shù)據(jù)，但是其臨床環(huán)境中的應(yīng)用仍然是非常有限的。限制其采用的某 些障礙包括EEG設(shè)備的成本、缺乏便攜性、需要技術(shù)人員對(duì)測(cè)試進(jìn)行 掌控、實(shí)施測(cè)試所需的時(shí)間以及需要對(duì)原始數(shù)據(jù)的專(zhuān)業(yè)解讀。更重要的 是，所述技術(shù)要么不可用，要么在緊急醫(yī)療環(huán)境下無(wú)法付諸實(shí)踐，尤其 是在醫(yī)療點(diǎn)。帶有全套裝備的完整的EEG診斷設(shè)備的價(jià)格通常高達(dá) 80000美元。雖然成本高昂，但是所述設(shè)備所產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)上未經(jīng)加工的 波形必須由專(zhuān)業(yè)人員來(lái)仔細(xì)解讀。此外，標(biāo)準(zhǔn)EEG設(shè)備的使用仍然極 為麻煩。其需要30分鐘甚至更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)放置19個(gè)電極。在使病人為 這一測(cè)試準(zhǔn)備就緒之后，光記錄本身就要耗費(fèi)1到4個(gè)小時(shí)。有EEG 技術(shù)人員收集并分析數(shù)據(jù)，之后呈報(bào)給神經(jīng)科醫(yī)師，以供解釋和臨床評(píng)
10估。有一些自營(yíng)專(zhuān)用神經(jīng)學(xué)診斷實(shí)驗(yàn)室嚴(yán)格地致力于對(duì)腦的電數(shù)據(jù)進(jìn)行
詳細(xì)分析。但是無(wú)論是專(zhuān)業(yè)化中心還是通常4艮大的醫(yī)療EEG設(shè)備對(duì)于 ER、手術(shù)室(OR)、重癥監(jiān)護(hù)室(ICU)或病人處于最為危急的狀態(tài)的 任何其他緊急醫(yī)藥環(huán)境而言都是不具有實(shí)用性的。需要快速的功能性腦 狀態(tài)評(píng)估對(duì)遭受急性神經(jīng)學(xué)損傷或疾病的病人進(jìn)行處理，從而避免進(jìn)一 步的損傷和致殘。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種神經(jīng)學(xué)揀別分類(lèi)設(shè)備，其包括被配置為采 用子波對(duì)所獲取的自發(fā)和誘發(fā)信號(hào)進(jìn)行處理的處理器。
此外，根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種用于確定對(duì)象的神經(jīng)狀態(tài)的方法， 其包括的步驟有通過(guò)電極組獲取自發(fā)信號(hào)；對(duì)所獲取的信號(hào)進(jìn)行處理； 從經(jīng)處理的信號(hào)中提取所期望的特征；以及將所提取的特征分成一個(gè)或 多個(gè)診斷類(lèi)別。
此外，根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種用于確定對(duì)象的神經(jīng)狀態(tài)的方法， 其包括的步驟有采用聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)、電學(xué)或其他刺激手段誘發(fā)腦響應(yīng)信 號(hào)；通過(guò)電極組獲取誘發(fā)信號(hào)；對(duì)所獲取的信號(hào)進(jìn)行處理；從經(jīng)處理的 信號(hào)中提取所期望的特征；以及對(duì)所提取的特征分類(lèi)。
此外，根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種用于確定對(duì)象的神經(jīng)狀態(tài)的方法， 其包括的步驟有通過(guò)電極組獲取自發(fā)和誘發(fā)信號(hào)；對(duì)所獲取的信號(hào)進(jìn) 行處理；從經(jīng)處理的信號(hào)中提取所期望的特征；以及對(duì)所提取的特征分 類(lèi)。
此外，根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種用于診斷對(duì)象的神經(jīng)狀態(tài)的設(shè)備， 包括處理器；在操作上連接至所述處理器的存儲(chǔ)器，其中，所述存儲(chǔ) 器存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)操作指令；在操作上連接至所述處理器的多信道輸入 輸出接口，其中，將所述多信道輸入輸出接口配置為通過(guò)放在對(duì)象上的 一組電極接收外部電學(xué)信號(hào)；以及將所述處理器配置為利用所述一個(gè)或 多個(gè)操作指令對(duì)從所述多信道輸入輸出接口接收的信號(hào)執(zhí)行一項(xiàng)或多
項(xiàng)操作。
此外，根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種用于對(duì)遭受改變的精神狀態(tài)的病 人執(zhí)行緊急神經(jīng)學(xué)診斷的套件，所述套件包括用于診斷對(duì)象的神經(jīng)狀 態(tài)的設(shè)備；用于使用所述設(shè)備的指令；以及用于所述設(shè)備的便攜式攜帶此外，根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種用于提供自動(dòng)腦功能評(píng)估的設(shè)備，
包括電極組；處理器，其中，所述電極組和所述處理器在操作上通過(guò) 多信道輸入輸出接口連接；在工作時(shí)連接至所述處理器的顯示器；在工 作時(shí)連接至所述處理器的用戶接口；以及內(nèi)存儲(chǔ)器，其中所述存儲(chǔ)器包 含用于提供對(duì)對(duì)象的腦功能的實(shí)時(shí)評(píng)估的指令，所述存儲(chǔ)器包含用于采
此外，根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種用于提供對(duì)病人的腦功能的揀別 分類(lèi)評(píng)估的方法，其包括的步驟有測(cè)量病人的自發(fā)腦活動(dòng)；對(duì)病人進(jìn) 行刺激，并測(cè)量其誘發(fā)腦活動(dòng)；對(duì)自發(fā)和誘發(fā)腦活動(dòng)進(jìn)行處理，其中， 采用子波分組算法實(shí)時(shí)執(zhí)行所述處理；基于經(jīng)處理的腦活動(dòng)提供對(duì)病人 的揀別分類(lèi)評(píng)估。
此外，根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種揀別分類(lèi)設(shè)備，包括電極組； 在工作時(shí)連接至所述電極組的放大器；在工作時(shí)連接至所述放大器的處 理器，其中將所述處理器配置為采用子波對(duì)通過(guò)所述電極組獲取的外部 信號(hào)進(jìn)行處理。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將部分通過(guò)下述說(shuō)明得以闡述，部分將借 助所述說(shuō)明變得顯而易見(jiàn)，或者可以通過(guò)對(duì)本發(fā)明的實(shí)踐習(xí)知。本發(fā)明 的特征和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)權(quán)利要求中具體指出的要素和組合實(shí)現(xiàn)和獲得。
應(yīng)當(dāng)理解，上述 一 般性說(shuō)明和下述詳細(xì)說(shuō)明都是示例性和解說(shuō)'l"生 的，不對(duì)所要求保護(hù)的本發(fā)明構(gòu)成限制。
本說(shuō)明書(shū)所結(jié)合的并且作為其構(gòu)成部分的附圖示出了本發(fā)明的幾 個(gè)實(shí)施例，其與本說(shuō)明書(shū) 一 起用于對(duì)本發(fā)明的原理加以說(shuō)明。


圖1是示出了通過(guò)根據(jù)與本發(fā)明 一 致的實(shí)施例的設(shè)備實(shí)施的對(duì)對(duì)象 的腦狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估的方法的流程圖。
圖2是示出了根據(jù)與本發(fā)明一致的實(shí)施例的設(shè)備的示意圖。 圖3是示出了與本發(fā)明一致的實(shí)施例的電^f及組的示意圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的當(dāng)前實(shí)施例，在附圖中示出了實(shí)施例的例子。只要可能，在所有的附圖中都將采用相同的附圖標(biāo)記表示相同或類(lèi) 似的部分。
根據(jù)與本發(fā)明一致的實(shí)施例，圖1示出了說(shuō)明用于評(píng)估病人的腦狀
置實(shí)現(xiàn)這種方法。將電極組安放到對(duì)象上(步驟100)。用于獲取EEG 數(shù)據(jù)的典型電極組至少采用19個(gè)電極。與本發(fā)明的實(shí)施例一致的電極 組可以包括不足19個(gè)電才及的縮小的電才及組。
所述電極測(cè)量有對(duì)象的大腦活動(dòng)產(chǎn)生的電場(chǎng)(步驟102)。所述活 動(dòng)可以是自發(fā)的、誘發(fā)的或其組合。在與本發(fā)明一致的實(shí)施例中，測(cè)量 自發(fā)的大腦活動(dòng)并測(cè)量誘發(fā)反應(yīng)。自發(fā)性活動(dòng)可以包括對(duì)象的EEG信 號(hào)?？梢酝ㄟ^(guò)采用視覺(jué)、物理、聽(tīng)覺(jué)或其他刺激來(lái)刺激對(duì)象來(lái)獲得誘發(fā) 反應(yīng)。在與本發(fā)明一致的實(shí)施例中，向?qū)ο筇峁┞?tīng)覺(jué)刺激以獲得聽(tīng)覺(jué)誘 發(fā)電勢(shì)(AEP)。此外，聽(tīng)覺(jué)誘發(fā)電勢(shì)可以包括聽(tīng)覺(jué)腦干響應(yīng)(ABR) 電勢(shì)、聽(tīng)覺(jué)中等潛伏響應(yīng)(AMLR)電勢(shì)或聽(tīng)覺(jué)遲發(fā)響應(yīng)(ALR)電勢(shì) 中的任何一種，包括P100響應(yīng)和P300響應(yīng)。
通過(guò)電極組獲得特發(fā)的和誘發(fā)的信號(hào)，接下來(lái)使其受到信號(hào)處理器 的處理，其中，從所述信號(hào)中去除人為因素(artifact)(步驟104)?？扇?除的人為因素可能是這些因素導(dǎo)致的，例如，電極斷開(kāi)、有肌肉運(yùn)動(dòng)導(dǎo) 致的fL電圖(EMG)偽影(artifact)、眼J求運(yùn)動(dòng)以及其^M月顯的偽影。在 一個(gè)實(shí)施例中，可以通過(guò)從信號(hào)中去除離散的偽影部分而消除人為因 素。在其他實(shí)施例中，可以通過(guò)減去存在于所獲取的信號(hào)中的任何偽影 而消除人為因素。
對(duì)無(wú)偽影的信號(hào)，支進(jìn)一步處理，以提取統(tǒng)計(jì)學(xué)信號(hào)特征(步驟106)。 在與本發(fā)明一致的一個(gè)實(shí)施例中，可以采用定量EEG算法提取特征。 在另一實(shí)施例中，可以采用子波分組算法實(shí)現(xiàn)特征提取。在又一實(shí)施例 中，可以執(zhí)行光譜分析和統(tǒng)計(jì)學(xué)處理來(lái)提取特征。在另外的實(shí)施例中， 可以采用擴(kuò)散幾何分沖斤提取特征。在又一實(shí)施例中，可以執(zhí)4亍微，見(jiàn)狀態(tài) 分析提取特征。在又一實(shí)施例中，可以采用子波分組局部判別基算法提 取特征。
再次參考圖1,可以根據(jù)一種或多種診斷類(lèi)別對(duì)所提取的特征分類(lèi)， 其中，確定可以將提取自對(duì)象的特征劃分到 一個(gè)或多個(gè)診斷類(lèi)別中的概 率(步驟108)。才艮據(jù)與本發(fā)明一致的實(shí)施例，可以通過(guò)對(duì)所提取的特
13用哪種分類(lèi)方法，如果結(jié)構(gòu)是正常的，那么首先確定分類(lèi)算法(步驟 110)。如果提取自對(duì)象的腦電波的特征是正常的，那么裝置將顯示對(duì)
象的大腦活動(dòng)正常(步驟122)。如果對(duì)象的提取特征不正常的概率專(zhuān)支
高，那么裝置將嘗試將所提取的特征劃分為急癥或"警告"病癥(步驟
112)。如果所提取的特征與處于急癥精神狀態(tài)或"警告"病癥下的人
通常表現(xiàn)出的特征吻合的概率高，那么裝置將嘗試將所提取的特征劃分
為腦干功能紊亂、活動(dòng)性癲癇發(fā)作或突發(fā)遏抑(步驟114)。如果裝置 判斷所提取的特征是急癥狀態(tài)的概率高，那么裝置將顯示這一結(jié)果，從
而使對(duì)象能夠接受即時(shí)治療(步驟122)。如果所提取的特征不是急癥 的高概率，那么所述裝置將判斷所提取的特征的異常性在實(shí)質(zhì)上是否是 器質(zhì)性的(步驟116)。如果判斷所提取的特征與實(shí)質(zhì)是器質(zhì)性的提取 特征異常相關(guān)，那么所述裝置將嘗試判斷所提取的特征異常實(shí)質(zhì)上是側(cè) 部的還是全局的(步驟118),并顯示結(jié)果(122)。將對(duì)所提取的特征 異常進(jìn)行測(cè)試，以判斷它們實(shí)質(zhì)上是精神方面的還是"功能方面的"， 并顯示這一結(jié)果(步驟122 )。
圖2示出了與本發(fā)明的實(shí)施例一致的設(shè)備。將電極組200放在對(duì)象 201的頭上。在所示實(shí)施例中，對(duì)象是人，但是對(duì)象也可以是動(dòng)物。與 本發(fā)明的實(shí)施例一致的電極組200可以包括不足19個(gè)電極的縮小的電 極組。
圖3示出了與本發(fā)明的實(shí)施例一致的電極組200。電極組200可以 包括多個(gè)電極，可以將所述多個(gè)電極固定到對(duì)象201的頭上。在所示實(shí) 施例中，電極組200包括可以固定到對(duì)象的前額、肩部和耳朵上的九個(gè) 電極。這一縮小的電極組200允許放置在前額上，因而不需要將任何電 極放在對(duì)象可能具有毛發(fā)的頭上。其進(jìn)一步消除了由毛發(fā)導(dǎo)致的傳導(dǎo)問(wèn) 題，還消除了對(duì)剃除毛發(fā)的要求。在所示實(shí)施例中，可以將電極放在右 側(cè)乳突骨302、前額的遠(yuǎn)右端304、前額的近右端306、前額的中央頂部 308、前額的近左端310、前額的遠(yuǎn)左端312和左側(cè)乳突骨314上，并將 ECG電極;故在左側(cè)肩部316上。此外，在所示實(shí)施例中，還有方文在前額 中央318上的接地電極。在獲取AEP信號(hào)的實(shí)施例中，可以采用位于右 側(cè)和左側(cè)乳突骨302、 314以及前額中央318上的電極。與本發(fā)明一致 的示范性實(shí)施例能夠采用具有降低的電極數(shù)量的電極組200,因?yàn)樾盘?hào)處理算法消除了對(duì)額外電極的需要。
再次參考圖2,所述電極測(cè)量由對(duì)象201的大腦活動(dòng)產(chǎn)生的電場(chǎng)。
所述活動(dòng)可以是自發(fā)的、誘發(fā)的或其組合。在與本發(fā)明一致的實(shí)施例中，
測(cè)量自發(fā)的大腦活動(dòng)，例如對(duì)象210的EEG,并測(cè)量誘發(fā)反應(yīng)?？梢酝?過(guò)采用視覺(jué)、物理、聽(tīng)覺(jué)或其他刺激來(lái)刺激對(duì)象201來(lái)獲得誘發(fā)反應(yīng)。 在與本發(fā)明一致的實(shí)施例中，向?qū)ο?01提供聽(tīng)覺(jué)刺激以獲得聽(tīng)覺(jué)誘發(fā) 響應(yīng)(AEP)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，將脈搏血氧計(jì)203連接至對(duì) 象201,以監(jiān)視對(duì)象201的脈搏和血液氧水平209。
可以將電極頭件202和脈搏血氧計(jì)203連接至手提裝置205?？梢?通過(guò)低壓前置放大器222將電極頭件202連接至手提裝置205。低壓前 置放大器222具有高噪聲耐受度，其被設(shè)計(jì)為對(duì)發(fā)送至和接收自電極頭 件202的信號(hào)進(jìn)行放大。將手提裝置205設(shè)計(jì)為能夠適合手持。在一個(gè) 實(shí)施例中，手提裝置205可以具有大約115mm x 190mm x 60mm的尺寸， 以及低于600g左右的重量。手提裝置205具有諸如LCD屏的顯示器219, 還可以具有觸摸屏界面和諸如鍵盤(pán)的常規(guī)用戶接口 220。在一個(gè)實(shí)施例 中，手提裝置205、電極200和電極頭件202可以組成一個(gè)套件，其被 設(shè)計(jì)為對(duì)具有改變的精神狀態(tài)的病人進(jìn)行神經(jīng)學(xué)揀別分類(lèi)，其中，所述 套件包括用于使用所述手提裝置205的指令，并且處于便攜式攜帶箱內(nèi)。
手提裝置205包括處于前端221上的才莫擬和數(shù)字硬件，并且通過(guò)處 理器210來(lái)控制。在一個(gè)實(shí)施例中，處理器210是Texas Instruments OMAP微控制器/數(shù)字信號(hào)處理器。通過(guò)隔離屏障208將前端221與處理 器210隔開(kāi)。前端221起著裝置的多信道輸入/輸出接口的作用，其還可 以促進(jìn)與處理器210之間進(jìn)行信號(hào)收發(fā)的雙向通信。在一個(gè)與本發(fā)明一 致的實(shí)施例中，所述多信道輸入/輸出接口是無(wú)線多信道輸入/輸出接口 。
在與本發(fā)明一致的實(shí)施例中，通過(guò)用戶接口 220輸入的來(lái)自用戶的 命令將開(kāi)始測(cè)試程序。通過(guò)電極頭件202獲取^t擬腦波，并通過(guò)電纜將 其傳輸至手提裝置205的模擬前端204。之后，通過(guò)模擬前端204中包 含的ADC將^f莫擬腦波轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并發(fā)送至數(shù)字前端206。數(shù)字前 端206將所述數(shù)字信號(hào)發(fā)送至處理器210,在處理器210內(nèi)根據(jù)處理器 210的內(nèi)存儲(chǔ)器211中包含的指令對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理。在與本發(fā) 明一致的實(shí)施例中，對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，以去除噪聲，提取特征，以及對(duì) 提取的特征分類(lèi)。在另一實(shí)施例中，處理器210的內(nèi)存儲(chǔ)器211中包含的指令包括用于執(zhí)行圖1所示的方法的指令。之后，處理器210可以輸
出結(jié)果，所述結(jié)果可以是實(shí)時(shí)的，所述結(jié)果涉及根據(jù)所述分類(lèi)對(duì)對(duì)象201 的大腦做出的評(píng)估?？梢詫⑺鲚敵鲲@示在手提裝置205的LCD屏幕 219上，或者可以將其存儲(chǔ)到外部?jī)?chǔ)存器216內(nèi)，或者可以通過(guò)串行或 通用串行總線連接將其顯示到連接至手提裝置205的PC 215上。在一 個(gè)實(shí)施例中，顯示器可以基于所述評(píng)估顯示對(duì)象201的腦的表示。在與 本發(fā)明 一致的另 一 實(shí)施例中，處理器210將原始的未經(jīng)加工的腦波發(fā)送 至外部?jī)?chǔ)存器216。外部?jī)?chǔ)存器216可能是硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、 軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器或可拆卸非易失存儲(chǔ)裝置。在另一實(shí)施例中，通過(guò)串行總線 將結(jié)果發(fā)送至紅外發(fā)射機(jī)217,將紅外發(fā)射機(jī)217配置為將數(shù)據(jù)無(wú)線發(fā) 送至打印機(jī)218,從而對(duì)結(jié)果進(jìn)行無(wú)線打印。手提裝置205包含內(nèi)部可 再充電電池212,可再充電電池212能夠在使用過(guò)程中或者在使用間隙 通過(guò)連接至典型AC插座214的充電器213充電。
在另一實(shí)施例中，測(cè)試程序可能需要對(duì)對(duì)象200發(fā)出刺激，從而誘 發(fā)響應(yīng)。將用于產(chǎn)生刺激的命令從處理器210發(fā)送至數(shù)字前端206，在 數(shù)字前端206處通過(guò)其中包含的DAC將所述命令轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)。將 模擬信號(hào)從模擬前端204通過(guò)電纜輸出，并發(fā)送至對(duì)對(duì)象201發(fā)出刺激 的刺激發(fā)射器224。所述刺激可以是聽(tīng)覺(jué)的、感覺(jué)的、視覺(jué)的或其他的 刺激。在優(yōu)選實(shí)施例中，所述刺激是通過(guò)放在對(duì)象的耳朵中的發(fā)射器發(fā) 出的聽(tīng)覺(jué)的刺激。刺激發(fā)射器224可以是Etymotic Research ER 1OD探 頭，所述探頭帶有雙揚(yáng)聲器，并且在每個(gè)耳朵內(nèi)具有單個(gè)傳聲器。通過(guò) 電極頭件202獲取誘發(fā)信號(hào)，并將其連同自發(fā)信號(hào)一起發(fā)送至手提裝置 205的模擬前端204,在該處將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并發(fā)送至數(shù)字前端 206。數(shù)字前端206將所獲取的數(shù)字信號(hào)發(fā)送至處理器210，在該處將誘 發(fā)響應(yīng)信號(hào)從自發(fā)信號(hào)中濾出。在與本發(fā)明一致的實(shí)施例中，采用基于 自適應(yīng)子波的濾波器濾出誘發(fā)響應(yīng)信號(hào)。更具體而言，內(nèi)存儲(chǔ)器211可 以包括通過(guò)處理器210執(zhí)行的指令，其采用Dual-Tree Complex Wavelet Transform作為可逆變換，從而將誘發(fā)響應(yīng)信號(hào)^v自發(fā)響應(yīng)信號(hào)中自適 應(yīng)濾出。所述指令還可以包含處理器210所執(zhí)行的算法的實(shí)現(xiàn)，其中， 針對(duì)每一子平均值計(jì)算復(fù)子波變換，之后計(jì)算每一歸一化子波系數(shù)w,, 的相位方差。根據(jù)跨越所述子平均值的這一位置處的系數(shù)的相位方差對(duì) 每一子波系數(shù)的幅度進(jìn)行有選擇地縮放。所述縮放具有如下形式
16w"、^exP(風(fēng)》，
其中w"j和eg分別是在第j個(gè)比例尺下的未經(jīng)處理的第i個(gè)復(fù)數(shù)子
波系數(shù)的幅度和相位，并且其中 %=eXp(-0.75(巧/7_)4
其中，F(xiàn)y是跨越子平均值的系數(shù)w^的相位方差。對(duì)所濾出的誘發(fā) 信號(hào)求平均值，并通過(guò)處理器210實(shí)現(xiàn)自動(dòng)峰值檢測(cè)算法，以確定下述 峰值位置和潛伏時(shí)間Peak 1、 Peak 2和峰間l-5潛伏時(shí)間。之后，將 這些值與處理器210的內(nèi)存儲(chǔ)器211中包含的合乎范圍的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。
在與本發(fā)明 一 致的實(shí)施例中，對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理包括從所獲取的信號(hào) 中去除噪聲，或"去噪聲"。處理器210的內(nèi)存儲(chǔ)器211包含指示處理 器210對(duì)所獲取的信號(hào)執(zhí)行算法的指令。在一個(gè)實(shí)施例中，所述算法利 用子波變換實(shí)施基于子波的信號(hào)處理。作為傅里葉變換族的構(gòu)成項(xiàng)的子 波變換是一種將給定信號(hào)分解成一組被稱(chēng)為子波的正交基函數(shù)的處理。 在常規(guī)的離散傅里葉變換(DFT)中，采用復(fù)正弦式作為基函數(shù)對(duì)信號(hào) 進(jìn)行分解，從而生成信號(hào)的頻率域表示。相反，離散子波變換(DWT) 采用 一組經(jīng)過(guò)特定設(shè)計(jì)的子波或d、波作為基函數(shù)。所述子波族是通過(guò)由 原始子波函數(shù)膨脹而建立的，所述原始子波函數(shù)被稱(chēng)為"母子波，，。子 波變換利用母子波的不同膨脹度對(duì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域和頻域的分解。就DWT 的應(yīng)用而言，通過(guò)二維"子波坐標(biāo)"表示一維有限信號(hào)x[n]。建立信號(hào) 分解的各個(gè)等級(jí)，并將其稱(chēng)為比例尺。在每一比例尺上，通過(guò)'計(jì)算原始 信號(hào)x[n]與母子波的縮放型的內(nèi)積建立一組系數(shù)。通過(guò)T表示母子波函 數(shù)，通過(guò)Y(j)表示其膨脹度。將處于比例尺j上的子波的位置標(biāo)引稱(chēng)為 平移。通過(guò)二維序列T(j,k)充分描述子波的值，其中，j是子波的比例尺 標(biāo)引，k是平移標(biāo)引。將DWT定義為
W-l — y
c(," = ，其中^m["]:2了V(2-J"-"
17系數(shù)C(j,k)是處于子波Y(j,k)與原始信號(hào)x[n]的內(nèi)積的不同比例尺j 和平移k上的子波系數(shù)。在子波坐標(biāo)中，保存有關(guān)信號(hào)能量的頻率和位 置(時(shí)間)的信息。這是一種噪聲抑制處理，其利用了有關(guān)基本信號(hào)和 干擾其的噪聲的平滑度和相干性的假設(shè)。與在頻域中的濾波類(lèi)似，子波 系數(shù)閾值設(shè)定算法減少了子波域內(nèi)的子波系數(shù)的組。這 一 處理是以這樣 的假設(shè)為基礎(chǔ)的，即，基礎(chǔ)信號(hào)是平滑的、相干的，而與該信號(hào)混合的 噪聲則是粗糙的、不相干的。信號(hào)的平滑度是與其帶寬相關(guān)的特性，相 對(duì)于能夠?qū)π盘?hào)進(jìn)行求導(dǎo)的次數(shù)定義信號(hào)的平滑度。平滑度等于能夠計(jì) 算的連續(xù)導(dǎo)數(shù)的數(shù)量。如果信號(hào)的能量在時(shí)域和頻域內(nèi)都是集中的，就 說(shuō)該信號(hào)是相干的。不相干噪聲是"鋪開(kāi)"的，而非集中的。對(duì)于相關(guān) 性的一種測(cè)量是需要多少子波系數(shù)來(lái)表示99%的信號(hào)能量。時(shí)間頻率信 號(hào)空間完全被處于所有比例尺和平移上的子波系數(shù)所跨越。處于適當(dāng)選 定的子波基內(nèi)的充分集中的信號(hào)分解只需很少的幾個(gè)系數(shù)來(lái)表示99% 的信號(hào)能量。但是，完全不相干的噪聲將需要跨越整個(gè)空間的系數(shù)的 99%來(lái)表示其能量的99%。
這一常規(guī)的子波去噪聲處理是三級(jí)處理
1. 對(duì)信號(hào)進(jìn)行子波變換，以獲得處于不同比例尺上的子波系數(shù)
2. 對(duì)系數(shù)設(shè)定闊值，并將任何小于閾值5的系數(shù)設(shè)為零
3. 執(zhí)行遞子波變換，從而對(duì)原始信號(hào)給出近似表示 在去噪聲處理中，通過(guò)將子波系數(shù)有選擇地設(shè)為零而使噪聲分量衰
減。因而，去噪聲是非線性運(yùn)算，因?yàn)椴煌南禂?shù)受到閾值設(shè)定函數(shù)的 不同影響。在這一算法中有很多用于實(shí)現(xiàn)控制的參數(shù)子波分解級(jí)別、 闊值選擇，在保持固定的量的不同子波系數(shù)上采用不同的閣值。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，去噪聲處理涉及將所獲取的信號(hào)劃分成離散 間隔或者"幀"，之后對(duì)所述幀求均值，并對(duì)經(jīng)過(guò)求均值的幀進(jìn)行去噪 聲。在重組信號(hào)之前經(jīng)過(guò)去噪聲的幀的量越大，去噪聲處理的結(jié)果就越 好。優(yōu)選采用相鄰幀，并計(jì)算它們的線性平均值，由此組合所述幀。選 擇這一方法的原因在于其簡(jiǎn)單性、計(jì)算穩(wěn)定性和易于理解的性態(tài)。之后， 對(duì)這一二元線性平均值去噪聲，并建立新的幀。總體思路在于生成盡可 能多的幀的初始布置的排列，并持續(xù)對(duì)這些新的幀組合進(jìn)行求均值和去 噪聲。這一重組過(guò)程是樹(shù)狀處理，其可以包括上述雙樹(shù)處理，其中，建立了新的重組幀的級(jí)別。求均值和去噪聲運(yùn)算建立了處于級(jí)別k上的幀，
所述幀不再是來(lái)自級(jí)別k-l的幀的線性組合。
可以通過(guò)各種標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估能夠完成這一任務(wù)的很多可能的算法實(shí)現(xiàn) 的簡(jiǎn)易性、計(jì)算效率、計(jì)算穩(wěn)定性等。對(duì)于本發(fā)明而言，采用了實(shí)現(xiàn)的 簡(jiǎn)易性，因?yàn)楸景l(fā)明的關(guān)鍵方面在于不同子波去噪聲技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，而不 是幀重新布置的組合拓樸。幀重新布置的優(yōu)選方案的目標(biāo)在于產(chǎn)生足夠 多的新的幀，以獲得令人滿意的性能。
還將處理器210配置為執(zhí)行內(nèi)存儲(chǔ)器211中包含的指令，以執(zhí)行從 經(jīng)處理的信號(hào)中提取信號(hào)的算法。在一個(gè)實(shí)施例中，處理器210對(duì)經(jīng)處 理的信號(hào)執(zhí)行實(shí)現(xiàn)定量EEG (QEEG)特征提取算法的指令。采用利用 快速傅里葉變換(FFT)分析的算法描繪經(jīng)處理的信號(hào)的頻率成分的特 征，典型地，將所述信號(hào)劃分為常規(guī)頻帶5( 1.5-3.5Hz)、 6 ( 3.5-7.5Hz )、 a ( 7.5-12.5Hz) 、 P (12.5-25Hz)和y ( 25-50Hz)。還可以采用更高 的EEG頻率，例如高達(dá)1000Hz或更高的頻率。這些特征可以包括經(jīng)處 理的信號(hào)的特性，例如，絕對(duì)和相對(duì)功率、對(duì)稱(chēng)性和相干性。在分析處 理腦波的背景下，絕對(duì)功率是經(jīng)處理的信號(hào)的整個(gè)頻譜中每一頻帶內(nèi)的 功率的平均量，是腦的電學(xué)活動(dòng)的強(qiáng)度的量度。相對(duì)功率是各個(gè)電極和 各個(gè)頻帶占所貢獻(xiàn)的總功率的百分比，是腦活動(dòng)如何分布的量度。對(duì)稱(chēng) 性是每一頻帶內(nèi)兩個(gè)腦半球的對(duì)應(yīng)區(qū)域之間的活動(dòng)水平的比率，是所觀 察的活動(dòng)的平衡量度。相干性是兩個(gè)半球的對(duì)應(yīng)區(qū)域的電學(xué)事件的同步 程度，是腦活動(dòng)的協(xié)調(diào)性量度?？梢哉J(rèn)為由過(guò)程信號(hào)的光譜分析得到的 這四個(gè)單變特征基本類(lèi)別刻劃了腦活動(dòng)的獨(dú)立方面的特征，可以認(rèn)為其 中的每者對(duì)各種不同的臨床條件和狀態(tài)變化敏感。例如，采用對(duì)數(shù)函數(shù) 對(duì)全套的各個(gè)成對(duì)特征進(jìn)行計(jì)算和變換以實(shí)現(xiàn)高斯量度(Gaussmmty)。 一旦演示出了高斯分布，并且用了年齡退化，就執(zhí)行統(tǒng)計(jì)學(xué)Z變換。采 用Z變換描述與年齡預(yù)期正常值的偏差
Z =對(duì)象值處于正常范圍內(nèi)的#既率 Z二對(duì)象值-年齡正常值 _ ~"年齡標(biāo)準(zhǔn)偏差^
Z變換的重要性在于其允許利用概率的公共度量組合具有不同度量的測(cè)度。采用來(lái)自被認(rèn)定為正?；蚓哂衅渌麠l件的大量對(duì)象的響應(yīng)信號(hào) 的數(shù)據(jù)庫(kù)，針對(duì)每一電極確定這些響應(yīng)信號(hào)的分布。具體而言，將每一 提取的特征或因子得分轉(zhuǎn)化為Z變換得分或因子Z得分，其刻劃了在對(duì)
還將處理:21。配置)執(zhí)行:所提取的特征或:得分分類(lèi)的算法。
在一個(gè)實(shí)施例中，使這些單變數(shù)據(jù)組受到高斯歸一化，從而提高后繼統(tǒng) 計(jì)分析的準(zhǔn)確性。為Z得分給出選定的判別得分。每一判別得分是針對(duì)
源自于對(duì)象的經(jīng)處理的信號(hào)的單極和/或雙極單變和多變特征的z得分
的選定子組的各個(gè)加權(quán)組合。處理器210執(zhí)行針對(duì)兩個(gè)或更多診斷類(lèi)別 的每者評(píng)估各個(gè)判別得分的算法，其將幾個(gè)選定Z得分中的每者乘以相 應(yīng)的系數(shù)，并使所得乘積相加。所述系數(shù)通常在診斷類(lèi)別之間，以及在 Z得分之間存在差異。通過(guò)作為相關(guān)判別得分的函數(shù)的概率評(píng)估表達(dá)式 評(píng)估對(duì)象屬于兩個(gè)或更多診斷類(lèi)別之一的概率，其做法是使結(jié)果與內(nèi)存 儲(chǔ)器211提供的針對(duì)選定腦狀態(tài)的極限值進(jìn)行對(duì)照。
診斷類(lèi)別可以指示出對(duì)象表現(xiàn)出了正常腦功能還是異常腦功能。此 外，可以將異常腦功能進(jìn)一步分解為各種診斷類(lèi)別，所述診斷類(lèi)別表示 實(shí)質(zhì)上為精神或"功能"性的，實(shí)質(zhì)為器質(zhì)性的，側(cè)部或全局的，急癥 或"警告，，病癥，其可以包括癲癇發(fā)作、異常腦干響應(yīng)或突發(fā)遏抑。可 以將精神或"功能"性腦功能分解為指示精神紊亂的具體類(lèi)型的具體診 斷類(lèi)別。類(lèi)似地，可以將器質(zhì)性的側(cè)部和全局腦功能進(jìn)一步分解為指示 側(cè)部和全局異常的具體類(lèi)型的具體診斷類(lèi)別。設(shè)備確定對(duì)象201正在經(jīng)
歷特定類(lèi)型的異常腦功能的概率的能力使得醫(yī)療專(zhuān)業(yè)人員能夠相應(yīng)地 采取措施。例如，如果對(duì)象被診斷為具有腦功能表現(xiàn)出器質(zhì)性異常的高 概率，那么所述設(shè)備將進(jìn)一步判斷腦功能表現(xiàn)出側(cè)部異常還是表現(xiàn)出全 局異常的概率更高，從而允許醫(yī)療專(zhuān)業(yè)人員區(qū)分諸如腦震蕩、毒性、腦 炎等的全局異常和諸如缺血性和出血性中風(fēng)的側(cè)部異常?？梢詫?duì)象 201屬于特定診斷類(lèi)別的概率顯示在LCD顯示器219上。例如，在上述 對(duì)象201表現(xiàn)出器質(zhì)性側(cè)部異常的情形下，LCD顯示器219可以進(jìn)一步 顯示，對(duì)象的腦功能80%表現(xiàn)出出血性中風(fēng)，15%表現(xiàn)為缺血性中風(fēng)， 5%表現(xiàn)為硬腦膜下血腫。此外，如果將對(duì)象201診斷為具有患有急癥或 "警告，，病癥的高概率，例如，活;沃性癲癇發(fā)作，那么醫(yī)療專(zhuān)業(yè)人員也 能夠?qū)?duì)象201提供及時(shí)的緊急治療。所述新穎的設(shè)備和方法允許對(duì)對(duì)象的神經(jīng)狀態(tài)進(jìn)行快速的揀別分 類(lèi)評(píng)估，因而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)頭部損傷和神經(jīng)疾病患者做出及時(shí)診斷和治 療。還可以將所述設(shè)備封裝在便攜式套件內(nèi)，所述套件帶有有關(guān)利用所 述設(shè)備執(zhí)行快速揀別分類(lèi)評(píng)估的指令。
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，考慮到本說(shuō)明書(shū)以及文中公開(kāi)的對(duì)本發(fā) 明的實(shí)踐，本發(fā)明的其他實(shí)施例將變得顯而易見(jiàn)。應(yīng)當(dāng)指出，本說(shuō)明書(shū) 和例子只是示例性的，通過(guò)權(quán)利要求限定本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1. 一種用于確定對(duì)象的神經(jīng)狀態(tài)的方法，其包括的步驟有通過(guò)電極組獲取自發(fā)信號(hào)；對(duì)所獲取的信號(hào)進(jìn)行處理；從經(jīng)處理的信號(hào)中提取所期望的特征；以及將所提取的特征劃分到一個(gè)或多個(gè)診斷類(lèi)別中。
2. —種用于確定對(duì)象的神經(jīng)狀態(tài)的方法，其包括的步驟有 采用聽(tīng)覺(jué)的、視覺(jué)的、電學(xué)的或其他的刺激手段誘發(fā)腦響應(yīng)信號(hào)； 通過(guò)電極組獲取誘發(fā)信號(hào)；對(duì)所獲取的信號(hào)進(jìn)行處理； 從經(jīng)處理的信號(hào)中提取所期望的特征；以及 對(duì)所提取的特征分類(lèi)。
3. —種用于確定對(duì)象的神經(jīng)狀態(tài)的方法，其包括的步驟有.-通過(guò)電極組獲取自發(fā)和誘發(fā)信號(hào)； 對(duì)所獲取的信號(hào)進(jìn)行處理； 從經(jīng)處理的信號(hào)中提取所期望的特征；以及 對(duì)所提取的特征分類(lèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中 所述電極組包括不足19個(gè)電極。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述自發(fā)信號(hào)包括 腦電圖(EEG)信號(hào)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述誘發(fā)信號(hào)包括 聽(tīng)覺(jué)i秀發(fā)電勢(shì)(AEP)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述聽(tīng)覺(jué)誘發(fā)電勢(shì)包括下 述選項(xiàng)中的至少一個(gè)聽(tīng)覺(jué)腦干響應(yīng)(ABR)電勢(shì)、聽(tīng)覺(jué)中等潛伏時(shí)間響應(yīng)(AMLR)電 勢(shì)或聽(tīng)覺(jué)遲發(fā)響應(yīng)(ALR)電勢(shì)，包括P100響應(yīng)和P300響應(yīng)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理的步驟包括利用至少一個(gè)子波分組去噪聲算法對(duì)所獲取的信號(hào)去噪聲。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理的步驟包括從所獲取的信號(hào)中去除人為因素。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，去除人為因素包括 去除所獲取的信號(hào)的偽影部分。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，去除人為因素包括 從所獲取的信號(hào)中減去偽影。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理的步驟還 包括利用所獲取的信號(hào)的雙樹(shù)復(fù)子波變換對(duì)所述信號(hào)濾波。
13. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，提取特征的步驟包括 對(duì)經(jīng)處理的信號(hào)執(zhí)行光鐠分析和統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，并提取特征。
14. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，提取特征的步驟包括 對(duì)經(jīng)處理的信號(hào)執(zhí)行子波分組分析，以提取特征。
15. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，提取特征的步驟包括 對(duì)經(jīng)處理的信號(hào)執(zhí)行擴(kuò)散幾何分析，以提取特征。
16. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，提取特征的步驟包括 對(duì)經(jīng)處理的信號(hào)執(zhí)行微觀狀態(tài)分析，以提取特征。
17. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，應(yīng)用光譜分析包括 對(duì)經(jīng)處理的信號(hào)應(yīng)用快速傅里葉變換(FFT),從而將所述信號(hào)劃分成頻帶。
18. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中 所提取的特征包括絕對(duì)和相對(duì)功率、對(duì)稱(chēng)性和相干性。
19. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，提取特征的步驟包括 應(yīng)用子波分組局部判別基算法。
20. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，分類(lèi)步驟包括 對(duì)所提取的特征實(shí)施判別分析，從而將所提取的特征劃分到一個(gè)或多個(gè)診斷類(lèi)別中。
21. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，分類(lèi)步驟包括對(duì)所提取的特征實(shí)施子波分組，從而將所述對(duì)象劃分到 一個(gè)或多個(gè) 診斷類(lèi)別中。
22. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括的步驟有 基于所述分類(lèi)確定所述對(duì)象的神經(jīng)狀態(tài)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述確定步驟還包括判斷所述神經(jīng)狀態(tài)是正常的還是異常的。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，還包括判斷異常神經(jīng)狀態(tài)實(shí)質(zhì)上是精神性的或"功能性的"，實(shí)質(zhì)上是器 質(zhì)性的，或者是急癥或"警告"病癥。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中構(gòu)成緊急病癥的神經(jīng)狀態(tài)包括癲癇發(fā)作、異常腦干響應(yīng)或突發(fā)遏抑。
26. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，還包括判斷實(shí)質(zhì)上是器質(zhì)性的異常神經(jīng)狀態(tài)是全局的還是側(cè)部的。
27. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括 對(duì)所述判斷進(jìn)行圖形顯示；基于所述判斷對(duì)所述腦的表示進(jìn)行圖形顯示； 存儲(chǔ)與所述判斷相關(guān)的數(shù)據(jù)。
28. —種用于對(duì)象的神經(jīng)狀態(tài)的設(shè)備，包括 處理器；在工作時(shí)連接至所述處理器的存儲(chǔ)器，其中，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)操作指令； 在工作時(shí)連接至所述處理器的多信道輸入輸出接口，其中，將所述多信道輸入輸出接口配置為通過(guò)放在對(duì)象上的一組電 極接收外部電學(xué)信號(hào)；以及將所述處理器配置為利用所述一個(gè)或多個(gè)操作指令對(duì)從所述多信 道輸入輸出接口接收的信號(hào)執(zhí)行一 項(xiàng)或多項(xiàng)操作。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，還包括 顯示裝置，其中將所述顯示設(shè)備在工作時(shí)連接至所述處理器，還將所述處理器 配置為在所述顯示裝置上顯示所述一項(xiàng)或多項(xiàng)操作的結(jié)果。
30. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，還包括在工作時(shí)連接至所述多信道輸入輸出接口以及所述處理器的雙向 信道，其對(duì)所接收的外部信號(hào)進(jìn)行傳輸。
31. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，還包括在工作時(shí)連接至所述多信道輸入輸出接口的低壓多信道前置放大
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的設(shè)備，其中所述低壓多信道前置放大器具有高噪聲容許量。
33. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中，所述多信道輸入輸出接口包括腦電圖測(cè)試接口和聽(tīng)覺(jué)誘發(fā)電勢(shì)測(cè)試接口 ；并且其中，將所述處理器配置為帶有選自某一集合的一個(gè)或多個(gè)用于聽(tīng)覺(jué)測(cè)試的存儲(chǔ)操作指令，所述集合包括腦電圖測(cè)試程序、聽(tīng)覺(jué)誘發(fā)電勢(shì)測(cè)試程序及其組合。
34. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中所述處理器具有內(nèi)存儲(chǔ)器，將所述處理器配置為利用所述內(nèi)存儲(chǔ)器執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)對(duì)所接收的外部信號(hào)進(jìn)行處理的操作指令。
35. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中，所述操作指令包括用于處理所述外部信號(hào)的指令；用于從所述外部信號(hào)提取特征的指令；用于以所提取的特征為基礎(chǔ)對(duì)所述對(duì)象分類(lèi)的指令；以及用于基于所述分類(lèi)確定對(duì)象的精神狀態(tài)的指令。
36. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的設(shè)備，其中所述的用于處理所述外部信號(hào)的指令包括用于對(duì)所接收的外部信號(hào)濾波的指令。
37. 根據(jù)權(quán)利要求36所述的設(shè)備，其中，所述濾波包括釆用所接收的外部信號(hào)的雙樹(shù)復(fù)子波變換。
38. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中，所述電極組包括;改在所述對(duì)象的前額上的多個(gè)電^^;以及放在所述對(duì)象的至少一個(gè)耳朵內(nèi)的至少一個(gè)電極。
39. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，還包括在工作時(shí)連接至所述多信道輸入輸出接口的用于在對(duì)象內(nèi)誘發(fā)聽(tīng)覺(jué)電勢(shì)的刺激裝置。
40. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中將所述設(shè)備安放到手提外殼內(nèi)。
41. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中，所述多信道輸入輸出接口還包括無(wú)線多信道輸入輸出接口 。
42. —種用于對(duì)遭受改變的精神狀態(tài)的病人進(jìn)行緊急神經(jīng)診斷的套件，所述套件包括根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備；用于利用所述設(shè)備的指令；以及用于所述設(shè)備的便攜式攜帶箱。
43. —種用于提供自動(dòng)腦功能評(píng)估的設(shè)備，包括電極組；處理器；其中所述電極組和所述處理器在工作時(shí)通過(guò)多信道輸入輸出接口連接；在工作時(shí)連接至所述處理器的顯示器；在工作時(shí)連接至所述處理器的用戶接口；以及內(nèi)存儲(chǔ)器，其中所述存儲(chǔ)器包含用于提供對(duì)對(duì)象腦功能的實(shí)時(shí)評(píng)估的指令；并且所述存儲(chǔ)器包含利用子波分組算法對(duì)通過(guò)所述電極組獲取的信號(hào)進(jìn)行處理的指令。
44. 一種用于提供病人腦功能的揀別分類(lèi)評(píng)估的方法，其包括的步驟有測(cè)量病人的自發(fā)腦活動(dòng)；對(duì)病人進(jìn)行刺激，并測(cè)量其誘發(fā)腦活動(dòng)；對(duì)自發(fā)和誘發(fā)腦活動(dòng)進(jìn)行處理，其中，采用子波分組算法實(shí)時(shí)執(zhí)行所述處理；基于經(jīng)處理的腦活動(dòng)提供對(duì)病人的揀別分類(lèi)評(píng)估。
45. 根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其中通過(guò)便攜式手提裝置執(zhí)行處理和提供評(píng)估的步驟。
46. —種揀別分類(lèi)設(shè)備，包括電才及組；在工作時(shí)連接至所述電極組的放大器；在工作時(shí)連接至所述放大器的處理器，其中將所述處理器配置為采用子波對(duì)通過(guò)所述電極組獲取的外部信號(hào)進(jìn)行處理。
47. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的揀別分類(lèi)設(shè)備，其中所述電極組包括不足19個(gè)電極。
48. —種神經(jīng)學(xué)揀別分類(lèi)設(shè)備，包括被配置為采用子波對(duì)所獲取的自發(fā)和誘發(fā)信號(hào)進(jìn)行處理的處理器。
49. 一種用于執(zhí)行腦評(píng)估的設(shè)備，包括重量小于約600g的手提便攜式設(shè)備。
全文摘要
用于執(zhí)行快速腦評(píng)估的方法和設(shè)備通過(guò)分析自發(fā)和誘發(fā)腦電勢(shì)的組合提供對(duì)頭部損傷病人的緊急揀別分類(lèi)。對(duì)所述自發(fā)和誘發(fā)電勢(shì)進(jìn)行分析，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分類(lèi)，從而提供對(duì)病人腦部的實(shí)時(shí)評(píng)估，由此對(duì)其中的電勢(shì)異常進(jìn)行診斷。
文檔編號(hào)A61B5/00GK101500471SQ200680032572
公開(kāi)日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2006年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月2日
發(fā)明者A·H·坎布斯, E·考塞維克 申請(qǐng)人:腦儀公司