用于检测癫痫状态下的脑血流和脑电的装置的制造方法
【专利说明】用于检测癫痫状态下的脑血流和脑电的装置
[0001]
技术领域
[0002]本发明属于医疗器械制造技术领域，涉及一种检测癫痫设备。
【背景技术】
[0003]癫痫手术，对于药物治疗不起作用的病人来说，是最后的希望。癫痫手术的原理是切除诱发或传播癫痫的功能障碍脑区，进而缓解或消除癫痫的发作。然而，对于新皮层起源的癫痫患者手术的治愈率只有10-30%。低治愈率的原因在于临床中缺少一个能准确定位致痫灶的方法。
[0004]癫痫的术前评估一般需要多种检查来综合定位致痫灶，但目前任何一项检查手段单独使用均不能精准定位致痫灶，尤其对于头MRI阴性的癫痫患者。
[0005]目前确定致痫灶位置的方法有如下几种:
①光记录方式:
传统的光学记录需要开颅手术，暴露大脑皮层，并应用悬挂在头上方的感光仪器(例如数码相机，或者光电二极管阵列)来记录光信号。因此不能在临床中广泛应用。
[0006]②脑功能成像方式:
对于目前临床中可应用的脑功能成像技术，例如fMRI，PET, SPECT, EEG-fMRI都是通过记录神经活动诱发的血流动力学变化，即神经血管偶联来定位神经活动区域的。然而，由于这些功能成像技术的自身缺点，他们很难在癫痫发作期进行扫描，获得数据。因为这些技术的连续记录时间只有数分钟到几小时，而癫痫发作经常是数天或数星期一次，而且其发作不可预测，因此很难捕捉到癫痫发作的数据。同时由于癫痫发作经常伴随不可控制的躯体运动，而以上成像方法对躯体运动噪声敏感，因此不适合癫痫发作的记录。
[0007]③电记录方式:
目前定位致痫灶的“黄金方法”为脑膜下植入电极阵列来测量皮层脑电(electrocorticography，ECoG))。通过解读癫痫状态下的电活动来定义致痫灶。其仪器构成为植入式电极阵列部分，以及外围的放大器和计算机系统构成。其使用方法是由透明夹片固定的电极阵列植入脑膜下，获取皮层脑电信号，经外围的放大器处理后，通过计算机进行运算处理，最后通过波形显示致痫灶的位置及发病时间。然而，由于电信号受容积导体效应的影响，其定位并不准确，只能达到大约1厘米的空间分辨率，在这种情况下，手术医生怕伤及脑部神经，不敢过多地切割致痫灶，切除的位置不准确，导致癫痫手术疗效的下降，同时伴随副损伤的上升。
【发明内容】
[0008]本发明要解决的技术问题是提供一种用于检测癫痫状态下的脑血流和脑电的装置，从而能够准确定位致痫灶。
[0009]本发明解决技术问题的方案是采用计算机、电信号处理器、光信号处理器、光电极阵列片和电源构成用于检测癫痫状态下的脑血流和脑电的装置，利用光学信号和电生理信号的耦合，进行多模态的致痫灶定位。仪器中电信号处理器与现有技术相同，光电极阵列片由透明夹片、电极片、贴片式发光管和贴片式光电二极管组成，每个贴片式光电二极管傍边配合有一个贴片式发光管，电极片、贴片式发光管和贴片式光电二极管呈阵列分布，并且被夹在两片透明夹片之间；贴片式发光管连接电源，电源采用脉冲式供电，以10-30hz，占空度10-20%给予贴片式发光管供电，用于配合贴片式光电二极管记录其对应位置脑血流量信号；贴片式光电二极管连接光信号处理器的输入端，贴片式光电二极管接收其对应位置脑血流量信号，转换为电信号输送至光信号处理器，光信号处理器对信号进行放大、滤波及模数转换，放大范围为10-5000倍，滤波范围为0-2 Hz ;光信号处理器输出端连接计算机信号输入端，计算机对信号进行波形显示并存储；电极片通过电信号处理器连接计算机；贝占片式发光管为LED或激光二极管；透明夹片由生物兼容性材料制成。
[0010]本装置可以采用连续扫描形式对每个电极片和贴片式光电二极管得到的信号进行处理并显示波形，图4是一组电信号的起始时间幅度及波形变化图，图5是一组位置对应的光信号起始时间幅度及波形变化图，可以看出在相同的时间段发病处的波形对比结果。两组波形配合使用能够准确反应出痫灶的位置及发病时间，由于患者的情绪变化等因素也可能引起脑微细血管的血流量信号变化，导致光信号波形大幅度变化，影响对痫灶位置的判断，但通过与同一时间段电极片信号的波形结果对比，可以准确判断此处信号波形变化是否由发病引起，并且通过贴片式光电二极管检测出的痫灶位置能够精确到1毫米的范围，使手术有了可靠的保障。
[0011]本发明采用光信号与电信号同时记录癫痫状态下的脑神经活动和血流动力学参数的变化，用多模态耦合的方式定位致痫灶。其在理论上突破了电记录的1cm的理论极限，可以实现癫痫的高精度定位。其理论精度可以达到1_。由于本装置采用多模态信号共同定义致痫灶，对于只应用传统的电记录的方法无法定义致痫灶的患者可以定位致痫灶，使手术治疗成为可能，即扩大癫痫的手术患者群。
【附图说明】
[0012]图1为本发明装置的框图；
图2为光电极阵列片与电信号处理器、光信号处理器及电源的连接图；
图3为光电极阵列片中电极片、贴片式发光管和贴片式光电二极管的阵列排布图；
图4为电极片记录的癫痫信号波形图；
图5为贴片式光电二极管记录的癫痫信号波形图。
【具体实施方式】
[0013]本发明装置由计算机1、电信号处理器2、光信号处理器3、光电极阵列片4和电源5构成，光电极阵列片4由透明夹片6、电极片7、贴片式发光管8和贴片式光电二极管9组成，每个贴片式光电二极管旁边配合有一个贴片式发光管8，电极片7、贴片式发光管8和贴片式光电二极管9呈阵列分布，并且被夹在两片透明夹片6之间；贴片式发光管8连接电源1，电源1采用脉冲式供电，以10-30hz，占空度10-20%给予贴片式发光管8供电，用于配合贴片式光电二极管9记录其对应位置脑血流量信号；贴片式光电二极管9连接光信号处理器3的输入端，贴片式光电二极管9接收其对应位置脑血流量信号，转换为电信号输送至光信号处理器3，光信号处理器3对信号进行放大、滤波及模数转换，放大范围为10-5000倍，滤波范围为0-2 Hz ;光信号处理器3输出端连接计算机信号输入端，计算机对信号进行波形显示并存储；电极片通过电信号处理器2连接计算机；贴片式发光管8为LED或激光二极管；透明夹片由生物兼容性材料制成。
【主权项】
1.一种用于检测癫痫状态下的脑血流和脑电的装置，其特征在于:由计算机、电信号处理器、光信号处理器、光电极阵列片和电源，光电极阵列片由透明夹片、电极片、贴片式发光管和贴片式光电二极管组成，每个贴片式光电二极管傍边配合有一个贴片式发光管，电极片、贴片式发光管和贴片式光电二极管呈阵列分布，并且被夹在两片透明夹片之间；贴片式发光管连接电源，电源采用脉冲式供电，以10-30hz，占空度10-20%给予贴片式发光管供电，用于配合贴片式光电二极管记录其对应位置脑血流量信号；贴片式光电二极管连接光信号处理器的输入端，贴片式光电二极管接收其对应位置脑血流量信号，转换为电信号输送至光信号处理器，光信号处理器对信号进行放大、滤波及模数转换，放大范围为10-5000倍，滤波范围为0-2 Hz ;光信号处理器输出端连接计算机信号输入端，计算机对信号进行波形显示并存储；电极片通过电信号处理器连接计算机；贴片式发光管为LED或激光二极管；透明夹片由生物兼容性材料制成。
【专利摘要】一种用于检测癫痫状态下的脑血流和脑电的装置，采用计算机、电信号处理器、光信号处理器、光电极阵列片和电源构成，光电极阵列片由透明夹片、电极片、贴片式发光管和贴片式光电二极管组成，每个贴片式光电二极管傍边配合有一个贴片式发光管，电极片、贴片式发光管和贴片式光电二极管呈阵列分布，并且被夹在两片透明夹片之间；贴片式光电二极管连接光信号处理器的输入端，贴片式光电二极管接收其对应位置脑血流量信号，转换为电信号输送至光信号处理器，光信号处理器对信号进行放大、滤波及模数转换；光信号处理器输出端连接计算机信号输入端，计算机对信号进行波形显示并存储；电极片通过电信号处理器连接计算机；本发明装置能够准确定位病灶位置，使手术有了可靠的保障。
【IPC分类】A61B5/0265, A61B5/0205, A61B5/0476
【公开号】CN105380623
【申请号】CN201510911362
【发明人】李丹
【申请人】吉林大学
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年12月11日