專利名稱:腦電阻抗分布地形圖動(dòng)態(tài)顯示測(cè)繪儀及動(dòng)態(tài)顯示、測(cè)繪方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)療器械，特別涉及一種以圖形方式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示腦電阻抗分布的腦電阻抗分布地形圖動(dòng)態(tài)顯示測(cè)繪儀及其動(dòng)態(tài)顯示測(cè)繪、腦電阻抗分布地形圖的方法。
背景技術(shù)：
在臨床醫(yī)學(xué)上，腦水腫(腦梗塞和腦出血)是近年國(guó)內(nèi)發(fā)病率和死亡率均進(jìn)入前三位的常見(jiàn)致死性病變。搶救是否及時(shí)，是挽救生命和減少后遺癥的關(guān)鍵。臨床腦水腫主要通過(guò)CT、常規(guī)磁共振(MRI)及MRI彌散加權(quán)成像(DWI)等方式檢測(cè)，雖可準(zhǔn)確判斷瞬時(shí)腦水腫的范圍和程度，在臨床過(guò)程中，缺乏實(shí)時(shí)的水腫演變信息。由于CT的放射性，CT不能長(zhǎng)期使用，是不適合用做臨床監(jiān)護(hù)。
近年研究表明，從腦出血開(kāi)始到48小時(shí)以內(nèi)，有大約30％-50％的病人的出血仍在繼續(xù)。另外，出血48小時(shí)-72小時(shí)后，血腫周圍的腦組織開(kāi)始出現(xiàn)水腫，以后水腫繼續(xù)發(fā)展數(shù)周，使神經(jīng)細(xì)胞逐漸凋亡，所以，在腦水腫發(fā)生和發(fā)展的數(shù)周內(nèi)的治療與用藥，是拯救病人和預(yù)后是否良好的關(guān)鍵。中國(guó)發(fā)明專利
公開(kāi)日為2003年5月28日，公開(kāi)號(hào)為CN1419889A，發(fā)明創(chuàng)造名稱為“無(wú)創(chuàng)臨床監(jiān)測(cè)顱內(nèi)水腫的方法”，公開(kāi)了一種無(wú)創(chuàng)臨床監(jiān)測(cè)顱內(nèi)水腫的方法，其不足之處在于只能監(jiān)測(cè)顱內(nèi)水腫的變化曲線，不能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示腦電阻抗分布的腦電阻抗分布地形圖。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可以對(duì)腦水腫和腦梗塞等腦部病癥的變化過(guò)程，采用對(duì)腦電阻抗分布進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并實(shí)時(shí)以圖形的方式顯示，給醫(yī)生一個(gè)較為直觀的反映，便于醫(yī)生對(duì)病情準(zhǔn)確的判斷、可以準(zhǔn)確的判斷相應(yīng)病癥位置、便于治療的以圖形方式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示腦電阻抗分布的腦電阻抗分布地形圖動(dòng)態(tài)顯示、測(cè)繪儀及其動(dòng)態(tài)顯示測(cè)繪腦電阻抗分布地形圖的方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種腦電阻抗分布地形圖動(dòng)態(tài)顯示測(cè)繪儀，包括16驅(qū)動(dòng)測(cè)量電極、數(shù)字合成正弦波信號(hào)源、正弦波恒流源、電位/相位檢測(cè)電路、高速A/D采集電路、高速微處理器、PC機(jī)，16驅(qū)動(dòng)測(cè)量電極與模擬開(kāi)關(guān)陣列連接，模擬開(kāi)關(guān)陣列的輸入端與正弦波恒流源的輸出端連接，正弦波恒流源的輸入端與數(shù)字合成正弦波信號(hào)源的輸出端連接；電位/相位檢測(cè)電路的輸出端與高速A/D采集電路的輸入端連接，高速A/D采集電路與高速微處理器連接；高速微處理器的輸出端分別與數(shù)字合成正弦波信號(hào)源、模擬開(kāi)關(guān)陣列、PC機(jī)的輸入端連接；PC機(jī)內(nèi)設(shè)有腦電阻抗地形圖繪制系統(tǒng)，PC機(jī)帶有顯示屏；其中，16驅(qū)動(dòng)測(cè)量電極、數(shù)字合成正弦波信號(hào)源、正弦波恒流源、電位/相位檢測(cè)電路、模擬開(kāi)關(guān)陣列、高速A/D采集電路、高速微處理器、PC機(jī)用于完成腦電阻抗數(shù)據(jù)采集；16驅(qū)動(dòng)測(cè)量電極用于布置在人體頭顱上，作為激勵(lì)信號(hào)的注入和測(cè)量信號(hào)的提?。粩?shù)字合成正弦波信號(hào)源用于提供正弦波信號(hào)；正弦波恒流源用于產(chǎn)生低頻電流激勵(lì)信號(hào)；電位/相位檢測(cè)電路用于檢測(cè)電壓、電流信號(hào)以及電壓電流之間的相位；模擬開(kāi)關(guān)陣列用于協(xié)調(diào)各個(gè)測(cè)量電極之間的組合，以便獲取被測(cè)對(duì)象更多的信息；PC機(jī)內(nèi)設(shè)有的腦電阻抗地形圖繪制系統(tǒng)，用于將采集腦電阻抗數(shù)據(jù)繪制成圖形；PC機(jī)的顯示屏用于將繪制腦電阻抗圖形時(shí)實(shí)顯示。
在高速微處理器與PC機(jī)之間還連接有光電隔離電路，高速微處理器的輸出端與光電隔離電路的輸入端與連接，光電隔離電路的輸出端與PC機(jī)的輸入端與連接。
所述的16驅(qū)動(dòng)測(cè)量電極按下列排布，左額極FP1、右額極FP2、左前顳極F7、左額極F3、右額極F4、右前顳極F8、左中顳極T3、左中間部極C3、右中間部極C4、右中顳極T4、左后顳極T5、左頂葉部極P3、右頂葉部極P4、右后顳極T6、左枕葉部極O1、右枕葉部極O2；左額極FP1、右額極FP1組成第一行，左前顳極F7、左額極F3、右額極F4、右前顳極F8組成第二行，左中顳極T3、左中間部極C3、右中間部極C4、右中顳極T4組成第三行，左后顳極T5、左頂葉部極P3、右頂葉部極P4、右后顳極T6組成第四行，左枕葉部極O1、右枕葉部極O2組成第五行；而左前顳極F7、左中顳極T3、左后顳極T5組成一列，左額極FP1、左額極F3、左中間部極C3、左頂葉部極P3組成一列，右額極FP2、右額極F4、右中間部極C4、右頂葉部極P4組成一列，右前顳極F8、右中顳極T4、右后顳極T6組成一列。
所述的正弦波信號(hào)源由頻率發(fā)生器、分頻電路、D/A轉(zhuǎn)換器、濾波器組成，頻率發(fā)生器的輸出端與分頻電路的輸入端與連接；分頻電路的輸出端與D/A轉(zhuǎn)換器輸入端連接；D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端與濾波器輸入端連接；濾波器的輸出端與正弦波恒流源的輸入端連接；高速微處理器的輸出端與分頻電路的輸入端與連接。
所述的電位/相位檢測(cè)電路由儀表放大器、高通濾波電路、有效值轉(zhuǎn)換電路、電壓電流相位檢測(cè)電路、低通濾波電路組成，高通濾波電路的輸入端與正弦波恒流源的輸出端連接，高通濾波電路的輸出端與儀表放大器、有效值轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接；有效值轉(zhuǎn)換電路的輸出端與低通濾波電路的輸入端連接，低通濾波電路的輸出端與高速微處理器輸入端連接；儀表放大器的輸出端與電壓電流相位檢測(cè)電路的輸入端連接，電壓電流相位檢測(cè)電路的輸出端與高速A/D采集電路的輸入端連接；高速微處理器的輸出端與電壓電流相位檢測(cè)電路的輸入端連接。
所述的PC機(jī)還設(shè)有存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)輸出端口，存儲(chǔ)器用于保存采集的腦電阻抗數(shù)據(jù)以及繪制的圖形；數(shù)據(jù)輸出端口用于數(shù)據(jù)傳輸和與打印機(jī)連接，打印腦電阻抗分布地形圖。
一種用上述腦電阻抗分布地形圖動(dòng)態(tài)顯示測(cè)繪儀動(dòng)態(tài)顯示、測(cè)繪腦電阻抗分布地形圖的方法，包含以下步驟a)、將16驅(qū)動(dòng)測(cè)量電極布置在被測(cè)人的頭顱上，左額極FP1置于左額、右額極FP2置于右額、左前顳極F7置于左前顳、左額極F3置于左額、右額極F4置于右額、右前顳極F8置于右前顳、左中顳極T3置于左中顳、左中間部極C3置于左中間、右中間部極C4置于右中間、右中顳極T4置于右中顳、左后顳極T5置于左后顳、左頂葉部極P3置于左頂葉、右頂葉部極P4置于右頂葉、右后顳極T6置于右后顳、左枕葉部極O1左枕葉、右枕葉部極O2置于右枕葉；b)、啟動(dòng)腦電阻抗分布地形圖動(dòng)態(tài)顯示測(cè)繪儀，電流依次由一個(gè)電極注入，余下15個(gè)電極作為電流流出；首先以FP2電極為流出，測(cè)量每相鄰兩電極的電勢(shì)差，由此可得43個(gè)電勢(shì)差數(shù)據(jù)，然后改變電流流出電極，又得43個(gè)電勢(shì)差數(shù)據(jù)，當(dāng)電流由FP1注入時(shí)，依照上述方法可得到15組43個(gè)相鄰電極電勢(shì)差的數(shù)據(jù)，由于注入電流的幅值一致，所以電勢(shì)差除以電流就可得到每相鄰兩電極間的電阻抗值，最后將15組數(shù)據(jù)求一次均方根值，得到電極FP1為注入電極時(shí)的鄰兩電極間的電阻抗值；
再更換電流流入的電極，又可以得到一個(gè)43個(gè)數(shù)據(jù)表示的相鄰兩電極間的電阻抗；電流由16個(gè)電極都流入過(guò)一次后，即完成一次測(cè)量，一共得到16組43個(gè)電阻抗數(shù)據(jù)，將這16組數(shù)據(jù)再求一次均方根值，得到最終的每相鄰兩電極間的電阻抗值43個(gè)；c)、進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵⑾噜彽碾姌O連接，形成內(nèi)部的8個(gè)小正方形以及外圍的四個(gè)正三角形，同時(shí)有8個(gè)新節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生，一共是36個(gè)三角形與24個(gè)節(jié)點(diǎn)；每?jī)蓚€(gè)電極代表的節(jié)點(diǎn)之間的值是由前面的測(cè)量得到的，新產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)與電極代表的節(jié)點(diǎn)之間的值是其所在邊上電阻抗值的一半。
d)、數(shù)據(jù)處理繪制圖形采用的色譜是按標(biāo)幺值處理，在0-1.0范圍內(nèi)分成30個(gè)等級(jí)，因此在繪制前需要將各條邊的阻抗值進(jìn)行歸一化處理，用于歸一的最小值Rmin默認(rèn)設(shè)為0，最大值Rmax默認(rèn)為3.0，如果所測(cè)量的阻抗最大值超過(guò)3.0，就使用于歸一的最大值等于測(cè)量阻抗最大值。
歸一化的公式如下Ri*=Ri-RminRmax-Rmin0≤i≤43]]>上式中Ri*＝0≤i≤43為歸一化后的標(biāo)幺值；e)、顏色填充將各個(gè)三角形邊長(zhǎng)的歸一化值計(jì)算出其三個(gè)邊的平均值，再按照0-1.0范圍內(nèi)分成的30個(gè)等級(jí)，分別填充不同的顏色；f)、由PC機(jī)內(nèi)設(shè)有的腦電阻抗地形圖繪制系統(tǒng)繪制成圖形，如需要可以進(jìn)行存儲(chǔ)；
g)、由顯示屏顯示出腦電阻抗分布地形圖，如需要可以打印出腦電阻抗分布地形圖。
人體組織的生理功能變化能引起組織阻抗的變化(如組織充血和放電等)，某些組織病理改變也能引起組織阻抗的變化(如癌變等)，這些信息將會(huì)在腦電阻抗地形圖中體現(xiàn)出來(lái)，所以本方法可以顯示不同時(shí)間的顱內(nèi)組織出血、缺血的演變狀況。
正弦波恒流源(激勵(lì)源)的作用是產(chǎn)生對(duì)人體安全的正弦激勵(lì)并以一定的激勵(lì)強(qiáng)度施加于電極上而作用于被測(cè)對(duì)象，這樣就會(huì)在被測(cè)對(duì)象表面產(chǎn)生一定規(guī)律的電位分布，該電位分布就是被測(cè)對(duì)象整體的電阻抗特性的一個(gè)反映，然后通過(guò)改變電極注入位置，測(cè)量在不同位置注入電流時(shí)的電位分布情況，將該數(shù)據(jù)提供給計(jì)算機(jī)的算法以地形圖的方式顯示出來(lái)。
其基本原理是腦電阻抗地形圖是根據(jù)生物組織內(nèi)出血和缺血表現(xiàn)出不同的電導(dǎo)率這一物理原理，通過(guò)在顱表層注入小的低頻安全電流，測(cè)量出顱表層的電位，進(jìn)而計(jì)算出顱表層的轉(zhuǎn)移阻抗，在計(jì)算機(jī)上繪制出顱表層的電阻抗分布。
我們提出的腦電阻抗地形圖法，以測(cè)量到的阻抗分布數(shù)據(jù)為依據(jù)，是一種直接測(cè)量數(shù)據(jù)、直接顯示的方式，不含人為、引入方法等誤差，其精度取決于電流注入方式和信號(hào)提取電路，沒(méi)有重構(gòu)誤差和不適定性等影響。
腦電阻抗地形圖系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)及地形圖繪制軟件兩大部分組成。數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)的作用就是在正弦激勵(lì)下從頭部電位測(cè)量中解調(diào)出反映體內(nèi)阻抗分布的電信號(hào)，經(jīng)A/D及數(shù)據(jù)處理后為地形圖繪制軟件提供高精度的數(shù)據(jù)。
腦電阻抗地形圖法將包含腦部各組織信息的電阻抗(電導(dǎo)率)可以明確地顯示出來(lái)。由于腦電阻抗的變化與腦水腫、腦梗塞有極大的關(guān)系，通過(guò)腦電阻抗地形圖可以準(zhǔn)確地確定顱內(nèi)組織出血、缺血的位置，而且可以進(jìn)行床旁監(jiān)護(hù)，隨時(shí)了解顱內(nèi)組織出血、缺血的發(fā)展情況。
本發(fā)明的腦電阻抗分布地形圖動(dòng)態(tài)顯示測(cè)繪儀成本低、對(duì)被監(jiān)測(cè)者無(wú)損傷，結(jié)合本發(fā)明的腦電阻抗分布地形圖動(dòng)態(tài)顯示、測(cè)繪腦電阻抗分布地形圖的方法，可以進(jìn)行床旁監(jiān)護(hù)，隨時(shí)了解顱內(nèi)組織出血、缺血的發(fā)展情況，對(duì)腦水腫和腦梗塞等腦部病癥的變化過(guò)程，采用對(duì)腦電阻抗分布進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并實(shí)時(shí)以圖形的方式顯示，給醫(yī)生一個(gè)較為直觀的反映，便于醫(yī)生對(duì)病情準(zhǔn)確的判斷、可以準(zhǔn)確的判斷相應(yīng)病癥位置，便于治療。
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)測(cè)量電極的排布示意圖圖3是本發(fā)明的16驅(qū)動(dòng)測(cè)量電極的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D圖4是本發(fā)明的工作原理示意圖圖5是本發(fā)明的電路示意圖具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明參見(jiàn)圖1、圖2、圖4、圖5一種腦電阻抗分布地形圖動(dòng)態(tài)顯示測(cè)繪儀，包括16驅(qū)動(dòng)測(cè)量電極1、數(shù)字合成正弦波信號(hào)源2、正弦波恒流源3、電位/相位檢測(cè)電路4、高速A/D采集電路6、高速微處理器7、PC機(jī)9，16驅(qū)動(dòng)測(cè)量電極1與模擬開(kāi)關(guān)陣列5連接，模擬開(kāi)關(guān)陣列5的輸入端與正弦波恒流源3的輸出端連接，正弦波恒流源3的輸入端與數(shù)字合成正弦波信號(hào)源2的輸出端連接；電位/相位檢測(cè)電路4的輸出端與高速A/D采集電路6的輸入端連接，高速A/D采集電路6與高速微處理器7連接；高速微處理器7的輸出端分別與數(shù)字合成正弦波信號(hào)源2、模擬開(kāi)關(guān)陣列5、PC機(jī)9的輸入端連接；PC機(jī)9內(nèi)設(shè)有腦電阻抗地形圖繪制系統(tǒng)，PC機(jī)9帶有顯示屏；其中，16驅(qū)動(dòng)測(cè)量電極1、數(shù)字合成正弦波信號(hào)源2、正弦波恒流源3、電位/相位檢測(cè)電路4、模擬開(kāi)關(guān)陣列5、高速A/D采集電路6、高速微處理器7、PC機(jī)9用于完成腦電阻抗數(shù)據(jù)采集；16驅(qū)動(dòng)測(cè)量電極1用于布置在人體頭顱上，作為激勵(lì)信號(hào)的注入和測(cè)量信號(hào)的提?。粩?shù)字合成正弦波信號(hào)源2用于提供正弦波信號(hào)；正弦波恒流源3用于產(chǎn)生低頻電流激勵(lì)信號(hào)；電位/相位檢測(cè)電路4用于檢測(cè)電壓、電流信號(hào)以及電壓電流之間的相位；模擬開(kāi)關(guān)陣列5用于協(xié)調(diào)各個(gè)測(cè)量電極之間的組合，以便獲取被測(cè)對(duì)象更多的信息；PC機(jī)9內(nèi)設(shè)有的腦電阻抗地形圖繪制系統(tǒng)，用于將采集腦電阻抗數(shù)據(jù)繪制成圖形；PC機(jī)9的顯示屏用于將繪制腦電阻抗圖形時(shí)實(shí)顯示。
在高速微處理器7與PC機(jī)9之間還連接有光電隔離電路8，高速微處理器7的輸出端與光電隔離電路8的輸入端與連接，光電隔離電路8的輸出端與PC機(jī)9的輸入端與連接。光電隔離電路可以排除干擾，提高數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。
所述的16驅(qū)動(dòng)測(cè)量電極1按下列排布，左額極FP1、右額極FP2、左前顳極F7、左額極F3、右額極F4、右前顳極F8、左中顳極T3、左中間部極C3、右中間部極C4、右中顳極T4、左后顳極T5、左頂葉部極P3、右頂葉部極P4、右后顳極T6、左枕葉部極O1、右枕葉部極O2；左額極FP1、右額極FP1組成第一行，左前顳極F7、左額極F3、右額極F4、右前顳極F8組成第二行，左中顳極T3、左中間部極C3、右中間部極C4、右中顳極T4組成第三行，左后顳極T5、左頂葉部極P3、右頂葉部極P4、右后顳極T6組成第四行，左枕葉部極O1、右枕葉部極O2組成第五行；而左前顳極F7、左中顳極T3、左后顳極T5組成一列，左額極FP1、左額極F3、左中間部極C3、左頂葉部極P3組成一列，右額極FP2、右額極F4、右中間部極C4、右頂葉部極P4組成一列，右前顳極F8、右中顳極T4、右后顳極T6組成一列。
所述的正弦波信號(hào)源2由頻率發(fā)生器21、分頻電路22、D/A轉(zhuǎn)換器23、濾波器24組成，頻率發(fā)生器21的輸出端與分頻電路22的輸入端與連接；分頻電路22的輸出端與D/A轉(zhuǎn)換器23輸入端連接；D/A轉(zhuǎn)換器23的輸出端與濾波器24輸入端連接；濾波器24的輸出端與正弦波恒流源3的輸入端連接；高速微處理器7的輸出端與分頻電路22的輸入端與連接。
所述的電位/相位檢測(cè)電路4由儀表放大器41、高通濾波電路42、有效值轉(zhuǎn)換電路43、電壓電流相位檢測(cè)電路44、低通濾波電路45組成，高通濾波電路42的輸入端與正弦波恒流源3的輸出端連接，高通濾波電路42的輸出端與儀表放大器41、有效值轉(zhuǎn)換電路43的輸入端連接；有效值轉(zhuǎn)換電路43的輸出端與低通濾波電路45的輸入端連接，低通濾波電路45的輸出端與高速微處理器7輸入端連接；儀表放大器41的輸出端與電壓電流相位檢測(cè)電路44的輸入端連接，電壓電流相位檢測(cè)電路44的輸出端與高速A/D采集電路6的輸入端連接；高速微處理器7的輸出端與電壓電流相位檢測(cè)電路44的輸入端連接。
所述的PC機(jī)9還設(shè)有存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)輸出端口，存儲(chǔ)器用于保存采集的腦電阻抗數(shù)據(jù)以及繪制的圖形；數(shù)據(jù)輸出端口用于數(shù)據(jù)傳輸和與打印機(jī)連接，打印腦電阻抗分布地形圖。
一種用上述的腦電阻抗分布地形圖動(dòng)態(tài)顯示測(cè)繪儀動(dòng)態(tài)顯示、測(cè)繪腦電阻抗分布地形圖的方法，其特征在于包含以下步驟參見(jiàn)圖1、圖2、圖3、圖4、圖5
a、將16驅(qū)動(dòng)測(cè)量電極1布置在被測(cè)人的頭顱上，左額極FP1置于左額、右額極FP2置于右額、左前顳極F7置于左前顳、左額極F3置于左額、右額極F4置于右額、右前顳極F8置于右前顳、左中顳極T3置于左中顳、左中間部極C3置于左中間、右中間部極C4置于右中間、右中顳極T4置于右中顳、左后顳極T5置于左后顳、左頂葉部極P3置于左頂葉、右頂葉部極P4置于右頂葉、右后顳極T6置于右后顳、左枕葉部極O1左枕葉、右枕葉部極O2置于右枕葉；b、啟動(dòng)腦電阻抗分布地形圖動(dòng)態(tài)顯示測(cè)繪儀，電流依次由一個(gè)電極注入，余下15個(gè)電極作為電流流出；首先以FP2電極為流出，測(cè)量每相鄰兩電極的電勢(shì)差，由此可得43個(gè)電勢(shì)差數(shù)據(jù)，然后改變電流流出電極，又得43個(gè)電勢(shì)差數(shù)據(jù)，當(dāng)電流由FP1注入時(shí)，依照上述方法可得到15組43個(gè)相鄰電極電勢(shì)差的數(shù)據(jù)，由于注入電流的幅值一致，所以電勢(shì)差除以電流就可得到每相鄰兩電極間的電阻抗值，最后將15組數(shù)據(jù)求一次均方根值，得到電極FP1為注入電極時(shí)的鄰兩電極間的電阻抗值；再更換電流流入的電極，又可以得到一個(gè)43個(gè)數(shù)據(jù)表示的相鄰兩電極間的電阻抗；電流由16個(gè)電極都流入過(guò)一次后，即完成一次測(cè)量，一共得到16組43個(gè)電阻抗數(shù)據(jù)，將這16組數(shù)據(jù)再求一次均方根值，得到最終的每相鄰兩電極間的電阻抗值43個(gè)；c、進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵⑾噜彽碾姌O連接，形成內(nèi)部的8個(gè)小正方形以及外圍的三個(gè)正三角形，同時(shí)有8個(gè)新節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生，一共是36個(gè)三角形與24個(gè)節(jié)點(diǎn)；每?jī)蓚€(gè)電極代表的節(jié)點(diǎn)之間的值是由前面的測(cè)量得到的，新產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)與電極代表的節(jié)點(diǎn)之間的值是其所在邊上電阻抗值的一半。
d、數(shù)據(jù)處理繪制圖形采用的色譜是按標(biāo)幺值處理，在0-1.0范圍內(nèi)分成30個(gè)等級(jí)，因此在繪制前需要將各條邊的阻抗值進(jìn)行歸一化處理，用于歸一的最小值Rmin默認(rèn)設(shè)為0，最大值Rmax默認(rèn)為3.0，如果所測(cè)量的阻抗最大值超過(guò)3.0，就使用于歸一的最大值等于測(cè)量阻抗最大值。
歸一化的公式如下Ri*=Ri-RminRmax-Rmin0≤i≤43]]>上式中Ri*＝0≤i≤43為歸一化后的標(biāo)幺值；e、顏色填充將各個(gè)三角形邊長(zhǎng)的歸一化值計(jì)算出其三個(gè)邊的平均值，再按照0-1.0范圍內(nèi)分成的30個(gè)等級(jí)，分別填充不同的顏色；f、由PC機(jī)9內(nèi)設(shè)有的腦電阻抗地形圖繪制系統(tǒng)繪制成圖形，如需要可以進(jìn)行存儲(chǔ)；g、由顯示屏顯示出腦電阻抗分布地形圖，如需要可以打印出腦電阻抗分布地形圖。
本發(fā)明的腦電阻抗分布地形圖動(dòng)態(tài)顯示測(cè)繪儀在重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二人民醫(yī)院進(jìn)行了近48例的臨床試驗(yàn)，通過(guò)和病人的CT進(jìn)行對(duì)比，相近率達(dá)到79.2％。
權(quán)利要求
1.一種腦電阻抗分布地形圖動(dòng)態(tài)顯示測(cè)繪儀，包括16驅(qū)動(dòng)測(cè)量電極(1)、數(shù)字合成正弦波信號(hào)源(2)、正弦波恒流源(3)、電位/相位檢測(cè)電路(4)、高速A/D采集電路(6)、高速微處理器(7)、PC機(jī)(9)，其特征在于16驅(qū)動(dòng)測(cè)量電極(1)與模擬開(kāi)關(guān)陣列(5)連接，模擬開(kāi)關(guān)陣列(5)的輸入端與正弦波恒流源(3)的輸出端連接，正弦波恒流源(3)的輸入端與數(shù)字合成正弦波信號(hào)源(2)的輸出端連接；電位/相位檢測(cè)電路(4)的輸出端與高速A/D采集電路(6)的輸入端連接，高速A/D采集電路(6)與高速微處理器(7)連接；高速微處理器(7)的輸出端分別與數(shù)字合成正弦波信號(hào)源(2)、模擬開(kāi)關(guān)陣列(5)、PC機(jī)(9)的輸入端連接；PC機(jī)(9)內(nèi)設(shè)有腦電阻抗地形圖繪制系統(tǒng)，PC機(jī)(9)帶有顯示屏；其中，16驅(qū)動(dòng)測(cè)量電極(1)、數(shù)字合成正弦波信號(hào)源(2)、正弦波恒流源(3)、電位/相位檢測(cè)電路(4)、模擬開(kāi)關(guān)陣列(5)、高速A/D采集電路(6)、高速微處理器(7)、PC機(jī)(9)用于完成腦電阻抗數(shù)據(jù)采集；16驅(qū)動(dòng)測(cè)量電極(1)用于布置在人體頭顱上，作為激勵(lì)信號(hào)的注入和測(cè)量信號(hào)的提取；數(shù)字合成正弦波信號(hào)源(2)用于提供正弦波信號(hào)；正弦波恒流源(3)用于產(chǎn)生低頻電流激勵(lì)信號(hào)；電位/相位檢測(cè)電路(4)用于檢測(cè)電壓、電流信號(hào)以及電壓電流之間的相位；模擬開(kāi)關(guān)陣列(5)用于協(xié)調(diào)各個(gè)測(cè)量電極之間的組合，以便獲取被測(cè)對(duì)象更多的信息；PC機(jī)(9)內(nèi)設(shè)有的腦電阻抗地形圖繪制系統(tǒng)，用于將采集腦電阻抗數(shù)據(jù)繪制成圖形；PC機(jī)(9)的顯示屏用于將繪制腦電阻抗圖形時(shí)實(shí)顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的腦電阻抗分布地形圖動(dòng)態(tài)顯示測(cè)繪儀，其特征在于在高速微處理器(7)與PC機(jī)(9)之間還連接有光電隔離電路(8)，高速微處理器(7)的輸出端與光電隔離電路(8)的輸入端與連接，光電隔離電路(8)的輸出端與PC機(jī)(9)的輸入端與連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的腦電阻抗分布地形圖動(dòng)態(tài)顯示測(cè)繪儀，其特征在于所述的16驅(qū)動(dòng)測(cè)量電極(1)按下列排布，左額極FP1、右額極FP2、左前顳極F7、左額極F3、右額極F4、右前顳極F8、左中顳極T3、左中間部極C3、右中間部極C4、右中顳極T4、左后顳極T5、左頂葉部極P3、右頂葉部極P4、右后顳極T6、左枕葉部極01、右枕葉部極02；左額極FP1、右額極FP1組成第一行，左前顳極F7、左額極F3、右額極F4、右前顳極F8組成第二行，左中顳極T3、左中間部極C3、右中間部極C4、右中顳極T4組成第三行，左后顳極T5、左頂葉部極P3、右頂葉部極P4、右后顳極T6組成第四行，左枕葉部極01、右枕葉部極02組成第五行；而左前顳極F7、左中顳極T3、左后顳極T5組成一列，左額極FP1、左額極F3、左中間部極C3、左頂葉部極P3組成一列，右額極FP2、右額極F4、右中間部極C4、右頂葉部極P4組成一列，右前顳極F8、右中顳極T4、右后顳極T6組成一列。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的腦電阻抗分布地形圖動(dòng)態(tài)顯示測(cè)繪儀，其特征在于所述的正弦波信號(hào)源(2)由頻率發(fā)生器(21)、分頻電路(22)、D/A轉(zhuǎn)換器(23)、濾波器(24)組成，頻率發(fā)生器(21)的輸出端與分頻電路(22)的輸入端與連接；分頻電路(22)的輸出端與D/A轉(zhuǎn)換器(23)輸入端連接；D/A轉(zhuǎn)換器(23)的輸出端與濾波器(24)輸入端連接；濾波器(24)的輸出端與正弦波恒流源(3)的輸入端連接；高速微處理器(7)的輸出端與分頻電路(22)的輸入端與連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的腦電阻抗分布地形圖動(dòng)態(tài)顯示測(cè)繪儀，其特征在于所述的電位/相位檢測(cè)電路(4)由儀表放大器(41)、高通濾波電路(42)、有效值轉(zhuǎn)換電路(43)、電壓電流相位檢測(cè)電路(44)、低通濾波電路(45)組成，高通濾波電路(42)的輸入端與正弦波恒流源(3)的輸出端連接，高通濾波電路(42)的輸出端與儀表放大器(41)、有效值轉(zhuǎn)換電路(43)的輸入端連接；有效值轉(zhuǎn)換電路(43)的輸出端與低通濾波電路(45)的輸入端連接，低通濾波電路(45)的輸出端與高速微處理器(7)輸入端連接；儀表放大器(41)的輸出端與電壓電流相位檢測(cè)電路(44)的輸入端連接，電壓電流相位檢測(cè)電路(44)的輸出端與高速A/D采集電路(6)的輸入端連接；高速微處理器(7)的輸出端與電壓電流相位檢測(cè)電路(44)的輸入端連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的腦電阻抗分布地形圖動(dòng)態(tài)顯示測(cè)繪儀，其特征在于所述的PC機(jī)(9)還設(shè)有存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)輸出端口，存儲(chǔ)器用于保存采集的腦電阻抗數(shù)據(jù)以及繪制的圖形；數(shù)據(jù)輸出端口用于數(shù)據(jù)傳輸和與打印機(jī)連接，打印腦電阻抗分布地形圖。
7.一種用權(quán)利要求
1所述的腦電阻抗分布地形圖動(dòng)態(tài)顯示測(cè)繪儀動(dòng)態(tài)顯示、測(cè)繪腦電阻抗分布地形圖的方法，其特征在于包含以下步驟a)、將16驅(qū)動(dòng)測(cè)量電極(1)布置在被測(cè)人的頭顱上，左額極FP1置于左額、右額極FP2置于右額、左前顳極F7置于左前顳、左額極F3置于左額、右額極F4置于右額、右前顳極F8置于右前顳、左中顳極T3置于左中顳、左中間部極C3置于左中間、右中間部極C4置于右中間、右中顳極T4置于右中顳、左后顳極T5置于左后顳、左頂葉部極P3置于左頂葉、右頂葉部極P4置于右頂葉、右后顳極T6置于右后顳、左枕葉部極01左枕葉、右枕葉部極02置于右枕葉；b)、啟動(dòng)腦電阻抗分布地形圖動(dòng)態(tài)顯示測(cè)繪儀，電流依次由一個(gè)電極注入，余下15個(gè)電極作為電流流出；首先以FP2電極為流出，測(cè)量每相鄰兩電極的電勢(shì)差，由此可得43個(gè)電勢(shì)差數(shù)據(jù)，然后改變電流流出電極，又得43個(gè)電勢(shì)差數(shù)據(jù)，當(dāng)電流由FP1注入時(shí)，依照上述方法可得到15組43個(gè)相鄰電極電勢(shì)差的數(shù)據(jù)，由于注入電流的幅值一致，所以電勢(shì)差除以電流就可得到每相鄰兩電極間的電阻抗值，最后將15組數(shù)據(jù)求一次均方根值，得到電極FP1為注入電極時(shí)的鄰兩電極間的電阻抗值；再更換電流流入的電極，又可以得到一個(gè)43個(gè)數(shù)據(jù)表示的相鄰兩電極間的電阻抗；電流由16個(gè)電極都流入過(guò)一次后，即完成一次測(cè)量，一共得到16組43個(gè)電阻抗數(shù)據(jù)，將這16組數(shù)據(jù)再求一次均方根值，得到最終的每相鄰兩電極間的電阻抗值43個(gè)；c)、進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵⑾噜彽碾姌O連接，形成內(nèi)部的8個(gè)小正方形以及外圍的四個(gè)正三角形，同時(shí)有8個(gè)新節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生，一共是36個(gè)三角形與24個(gè)節(jié)點(diǎn)；每?jī)蓚€(gè)電極代表的節(jié)點(diǎn)之間的值是由前面的測(cè)量得到的，新產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)與電極代表的節(jié)點(diǎn)之間的值是其所在邊上電阻抗值的一半。d)、數(shù)據(jù)處理繪制圖形采用的色譜是按標(biāo)幺值處理，在0-1.0范圍內(nèi)分成30個(gè)等級(jí)，因此在繪制前需要將各條邊的阻抗值進(jìn)行歸一化處理，用于歸一的最小值Rmin默認(rèn)設(shè)為0，最大值Rmax默認(rèn)為3.0，如果所測(cè)量的阻抗最大值超過(guò)3.0，就使用于歸一的最大值等于測(cè)量阻抗最大值。歸一化的公式如下Ri*=Ri-RminRmax-Rmin0≤i≤43]]>上式中Ri*＝0≤i≤43為歸一化后的標(biāo)幺值；e)、顏色填充將各個(gè)三角形邊長(zhǎng)的歸一化值計(jì)算出其三個(gè)邊的平均值，再按照0-1.0范圍內(nèi)分成的30個(gè)等級(jí)，分別填充不同的顏色；f)、由PC機(jī)(9)內(nèi)設(shè)有的腦電阻抗地形圖繪制系統(tǒng)繪制成圖形，如需要可以進(jìn)行存儲(chǔ)；g)、由顯示屏顯示出腦電阻抗分布地形圖，如需要可以打印出腦電阻抗分布地形圖。
專利摘要
本發(fā)明公開(kāi)了腦電阻抗分布地形圖動(dòng)態(tài)顯示測(cè)繪儀及動(dòng)態(tài)顯示、測(cè)繪方法，腦電阻抗分布地形圖動(dòng)態(tài)顯示測(cè)繪儀包括16驅(qū)動(dòng)測(cè)量電極、數(shù)字合成正弦波信號(hào)源、正弦波恒流源、電位/相位檢測(cè)電路、高速A/D采集電路、高速微處理器、PC機(jī)，動(dòng)態(tài)顯示、測(cè)繪腦電阻抗分布地形圖的方法采用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞姆椒?，按?biāo)幺值處理采集的腦電阻抗數(shù)據(jù)，由PC機(jī)動(dòng)態(tài)顯示、測(cè)繪腦電阻抗分布地形圖。本發(fā)明對(duì)被監(jiān)測(cè)者無(wú)損傷，可以進(jìn)行床旁監(jiān)護(hù)，隨時(shí)了解顱內(nèi)組織出血、缺血的發(fā)展情況，對(duì)腦水腫和腦梗塞等腦部病癥的變化過(guò)程，采用對(duì)腦電阻抗分布進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并實(shí)時(shí)以圖形的方式顯示，給醫(yī)生一個(gè)較為直觀的反映，便于醫(yī)生對(duì)病情準(zhǔn)確的判斷、可以準(zhǔn)確的判斷相應(yīng)病癥位置，便于治療。
文檔編號(hào)A61B5/0476GK1994222SQ200610095002
公開(kāi)日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2006年7月31日
發(fā)明者張占龍, 何為, 王平, 羅辭勇 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan