[發明專利]基于偶極（電荷）源時空模型的腦電源定位裝置

無效

• 申請號: 201110399104.0
• 申請日: 2011-12-05
• 公開（公告）號: CN102488513A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 邱力軍;文峻;李斌;湯池;李彥
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍第四軍醫大學
• 主分類號: A61B5/0476
• 分類號: A61B5/0476
• 代理公司: 西安文盛專利代理有限公司 61100
• 代理人: 李中群

技術領域

本發明屬于醫學診斷與測量裝置技術領域，涉及一種臨床腦部病患(如癲癇等病患)的檢測裝置，特別是一種用于確定大腦電活動產生源的基于偶極(電荷)源時空模型的腦電源定位裝置。?

背景技術

作為一種無創傷的診斷或測量手段，腦電活動源的定位研究無論是在腦病(如局灶性癲癇)的臨床診斷治療方面，還是在腦認知功能的應用開發方面都具有十分重要的意義。就本技術領域而言，在獲得大腦頭皮測量電位的情況下，如何來確定大腦電活動的源，是迄今腦神經科學中廣泛研究的一個熱點內容。然而，僅根據頭皮腦電的記錄數據來獲得腦電活動的源位置卻是無法解決，因為其獲取的位置并非唯一，不同形態的源能夠產生相似的外部電場，而且其可能得到的結果不是持續地依賴觀測數據(即不穩定性)。因此，在其定位時有必要對源的結構及解空間作適當的限制與約束，使其適定化，從而得到在一定范圍內合理的結果。?

腦電源定位問題是一個交叉學科問題，涉及物理學、數學、信息科學、神經科學、醫學影像學等多門學科的理論和方法。從物理學角度看，當把大腦看作是一個電磁系統時，則確定腦電場的產生源就是?確定與觀測電位分布所對應的腦內興奮和抑制的神經元分布。通常的方法是通過迭代尋優來逼近獲取的，包括兩個步驟：其一是通過腦容積導體構造腦電場的分布，即建立基于偶極子源(每個偶極子共有6個參數，表示位置、方向和強度)或電荷源(4個參數)的電位表達；其二是改變源的參數以使計算所得的頭皮電位與觀測電位擬合。?

在現有的腦電源定位的幾種主要手段中，源成像方法或皮層成像方法存在當不同深度的偶極源并存時很難區分深、淺層的源，特別是很難準確估計深層源的情況。而用等效偶極子源定位手段，目前雖然單偶極子定位問題已經得到較好解決，但由于實際觀測數據有限，且含有各種噪聲干擾，所以其應用受到限制，而對于兩個或多個等效偶極子，卻很難得到穩定的有意義的定位結果。目前，多偶極子源的定位結果遠遠沒有單偶極子源定位的結果穩定，這些偶極子源定位的結果對于測量點位置的誤差和噪聲與對于設定的模型變化一樣敏感，這種敏感性限制了以源定位方式作為臨床應用的有效性，所以本領域至今尚未找到很好的多偶極子定位手段。?

發明內容

本發明的目的在于對現有技術存在的問題加以解決，提供一種設計結構科學、操作方便、可實現腦電源準確可靠定位的基于偶極(電荷)源時空模型的腦電源定位裝置。?

用于實現上述發明目的的技術解決方案是這樣的：所提供的基于偶極(電荷)源時空模型的腦電源定位裝置由電極、頭皮腦電放大電?路、DSP處理器(數字信號處理器)、液晶顯示器組成，電極獲得的腦電輸出信號經頭皮腦電放大電路輸接至DSP處理器的輸入端，DSP處理器內含有正弦波振蕩器和A/D轉換器，DSP處理器的顯示輸出端通至液晶顯示器的輸入端。實際工作中，從電極獲得腦電信號經頭皮腦電信號放大電路放大、模擬濾波后，信號進入DSP處理器進行A/D轉換，在此DSP處理器的A/D轉換器以20KHz的采樣率對16通道信號進行采樣，然后對這16路信號進行自適應濾波、基線調整等數字信號處理，得到實際所需的腦電信號，同時選擇一個通道的信號送液晶(LCD)顯示，以便及時掌握系統工作狀態；所得到腦電信號數據送入已構建好的偶極(電荷)源模型及頭模型，經由DSP處理器用數值方法求解得到皮層電位的分布，完成腦電源重建；之后再通過改變源參數使上述計算所得頭皮電位與觀測電位擬合，達到二者的最佳逼近，實現腦電源定位；最后將腦電源的重建和定位結果送液晶(LCD)顯示。?

本發明的技術解決方案還包括：所說的電極包括采用銀-氯化銀制成的腦電極和參考電極，所說的頭皮腦電放大電路由腦電前置放大器、高頻濾波器和電極阻抗測試電路組成，腦電極獲得的腦電輸出信號接入腦電前置放大器的輸入端，腦電前置放大器的輸出端與高頻濾波器的輸入端聯接，電極阻抗測試電路的輸入端與DSP處理器的正弦波振蕩器的輸出端聯接，輸出端通過參考電極回接至腦電前置放大器的輸入端。?

與現有技術相比，本發明的有益效果是：?

1、本發明通過采樣、放大、濾波和多路控制結構的設計以及基?于偶極(電荷)源時空模型的建立，從物理學、數學和醫學影像學的角度實現了準確、可靠的腦電源定位；?