专利名称：基于脑电的癫痫检测与干预装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及到基于脑电(人类或大鼠、家兔、猴等实验动物的头皮脑电EEG，皮层脑电ECoG和脑深部局部场电位LFP)的癫痫检测与干预治疗装置及其癫痫检测算法，可用于带有自动检测按需刺激的闭环反馈式神经刺激器或体外的癫痫检测报警装置，该装置与方法也可用于癫痫检测与干预的相应动物实验研究中，属于植入医疗仪器领域。
背景技术：
植入式神经刺激器是植入式医疗仪器中的一类，通过对神经系统发放电刺激来治疗某些疾病，目前全世界已经投入临床使用或在研制注册阶段的主要包括用于治疗帕金森、癫痫、肌张力失常等运动障碍型疾病的深部脑刺激器(DBS，俗称脑起搏器)、脊髓刺激器(SCS)、脑皮层刺激器(CNS)、迷走神经刺激器(VNS)。其中迷走神经刺激器在国外已经广泛应用于难治性癫痫的治疗，深部脑刺激器、脑皮层刺激器用于癫痫治疗也已经进入临床试验阶段。癫痫俗称“羊角风”，是一种常见的神经系统疾病，影响全世界1%左右的人口，在中国有900万患者。它是由脑部病变引发脑神经细胞突然异常过度放电引起脑功能失调的一种慢性疾病。癫痫发作时患者会丧失意识，产生全身抽搐，口吐白沫等现象，部分轻度发作则仅表现出静立、失神等现象。癫痫本身虽然不会致命，但会影响人神经系统正常工作，另外在特定环境中的发作可能导致生命危险，如发生交通事故、溺水、高处坠落等。如果能提前发出警报，不管是进行预报还是结合治疗设备对即将到来的癫痫发作进行干预，对患者的生命健康都具有重要意义。在癫痫临床发作(clinical onset, CO)之前几秒到几分钟乃至更长时间，脑电会提前出现异常表现，表现为特征脑电波发作，如棘波、尖波、慢波及棘慢复合波、尖慢复合波等典型癫痫脑电发作(electrograph onset, E0)。本发明通过检测癫痫脑电发作，形成对癫痫临床发作的预测。该系统可以基于多个尺度上的脑电进行检测，包括头皮脑电(electroencephalograph, EEG)，脑硬膜下皮层脑电(electrocorticograph, ECoG)，脑深部局部场电位(local field potential, LFP)脑电,在癫痫诊断、预防、治疗等临床实践中根据侧重点的不同存在多种实施方案。如在病房中或院外进行癫痫预报，以提醒医生、护士或家属提前安排防护措施等；或配合记录、传输设备，将癫痫发作前后的脑电信息存储并传出，供研究人员开展研究。本发明最典型应用是带有癫痫检测功能可以进行按需刺激的神经刺激器。当前的神经刺激器均采用预设参数按照固定的模式进行刺激，没有根据患者情况进行做出反应进行“按需刺激”的功能。对脑不必要的电刺激属过度刺激，可能存在潜在风险，若进行按需刺激则能降低这种风险。另外，对于全植入人体的植入式神经刺激器有限的电池电量，在合理软硬件配置下，检测-刺激的模式能获得相对于持续刺激的模式更低的功耗，延长一次植入使用寿命，降低患者的手术痛苦和经济负担。在可能的临床应用推行之前需要进行动物实验验证，在不改变本发明实质的前提下，可以制成适合于大鼠、家兔、猴等实验动物进行动物实验的原型机开展动物实验。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够基于脑电波进行癫痫检测然后报警或实施如电刺激等干预手段的装置，具有对记录到的脑电(人类或大鼠、家兔、猴等实验动物的头皮脑电EEG，皮层脑电ECoG和脑深部局部场电位LFP)进行分析，检测癫痫脑电发作暨预报癫痫行为发作的功能，具有对预报即将到来的癫痫发作进行报警或实施如电刺激等干预手段的功能。本发明同时可用于相应动物实验的研究。本发明通过以下的技术方案得以实现。一种基于脑电的癫痫检测与干预装置，包括脑电采集模块、脑电分析模块、存储模块和干预模块；所述脑电采集模块能够进行脑电采集，所述脑电分析模块能够根据采集到的脑电信号进行癫痫检测，并且根据所述检测的结果设置所述干预模块的工作模式；并且，所述脑电分析模块被配置为执行以下步骤(I)接收被测对象的脑电数据；(2)从所述脑电数据中提取脑电检测因子；(3)根据所述脑电检测因子和相应的阈值判断所述对象是否癫痫脑电发作。优选地，所述脑电检测因子为
权利要求
1.一种基于脑电的癫痫检测与干预装置，包括脑电采集模块、脑电分析模块、存储模块和干预模块； 所述脑电采集模块能够进行脑电采集，所述脑电分析模块能够根据采集到的脑电信号进行癫痫检测，并且根据所述检测的结果设置所述干预模块的工作模式；并且， 所述脑电分析模块被配置为执行以下步骤 (1)接收被测对象的脑电数据； (2)从所述脑电数据中提取脑电检测因子； (3)根据所述脑电检测因子和相应的阈值判断所述对象是否癫痫脑电发作。
2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述脑电检测因子为
3.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述脑电检测因子为
4.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述脑电检测因子的提取包括以下步骤 对连续或间隔采样的N2点脑电 (1)找到局部极值点 (2)计算连续两局部极值点之间的时长与振幅，并做适当移动平均 (3)计算检测因子r3=振幅/时长2。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于，所述脑电采集模块包括两用电极，用于切换所述两用电极记录和刺激功能的模拟开关，以及脑电采集电路。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述脑电采集电路包括 放大单元，将原始信号进行初级放大，其输入端通过模拟开关与所述两用电极相连； 滤波单元，其输入端与放大单元的输出端相连； A/D转换器，其输入端与所述滤波单元的输出端相连，将脑电信号从模拟形式转换为数字形式。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于，所述脑电采集模块包括记录电极和脑电采集电路；所述干预模块包括刺激电极，脉冲发生电路控制单元，以及脉冲发生电路； 所述装置还包括无线通信模块，所述脑电分析模块通过所述无线通信模块控制所述干预模块。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述记录电极为体外电极，所述刺激电极为植入式电极。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于，所述脑电采集模块包括记录电极和脑电采集电路；所述干预模块包括报警模块和存储模块。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于，所述被测对象为人类癫痫患者或实验动物。
全文摘要
本发明提供了一种基于脑电的癫痫检测与干预装置，具有记录脑电(头皮脑电、皮层脑电、深部局部场电位脑电)的功能，具有对记录到的脑电进行分析检测癫痫脑电发作暨预报癫痫行为发作的功能，具有对预报即将到来的癫痫发作进行报警或实施如电刺激等干预手段的功能。本发明同时可用于相应动物实验的研究。
文档编号A61N1/36GK102613971SQ20121009771
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月30日 优先权日2012年3月30日
发明者刘枭寅, 李路明, 郝红伟 申请人:北京品驰医疗设备有限公司, 清华大学