[發明專利]用于計算定量EEG的方法和系統

在審

• 申請號: 201480015378.7
• 申請日: 2014-03-05
• 公開（公告）號: CN105188525A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: N·尼爾恩伯格;S·B·威爾森;M·L·朔伊爾
• 申請（專利權）人: 珀西斯特發展公司
• 主分類號: A61B5/0476
• 分類號: A61B5/0476
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 李輝;潘聰

技術領域

本發明總體上涉及用于計算定量EEG的方法和系統。

背景技術

腦電圖(“EEG”)是測量和記錄人的大腦的電活動以便評價腦功能的診斷工具。多個電極被附著到人的頭部并且通過接線連接到機器。機器放大信號并記錄人的大腦的電活動。通過對在多個神經元上的神經活動求和來產生電活動。這些神經元生成小的電壓場。這些電壓場的聚集產生在人的頭部上的電極能夠檢測和記錄的電讀數。EEG是多個較簡單的信號的疊加。在正常成人中，EEG信號的幅度通常在1微伏到100微伏的范圍，并且當利用硬腦膜下電極測量時EEG信號為大約10毫伏到20毫伏。對電信號的幅度和時間動態的監測提供與潛在的神經活動和人的醫療狀況有關的信息。

EEG被執行以：診斷癲癇；驗證關于意識喪失或癡呆的問題；驗證昏迷中的人的腦活動；研究睡眠障礙，在外科手術期間監測腦活動，以及額外的身體問題。

多個電極(通常17至21個，然而存在針對至少71個的標準位置)在EEG期間被附著到人的頭部。通過與人的大腦的腦葉或區域有關的電極的位置來引用電極。引用如下：F＝額部的；Fp＝額極的；T＝顳葉的；C＝中央的；P＝顱頂的；O＝枕部的；并且A＝近耳的(耳部電極)。數字被用于進一步使位置變窄，并且“z”點涉及在人的頭部的中線中的電極位點。心電圖(“EKG”)還可以顯現在EEG顯示器上。

EEG使用被稱作導聯(montages)的電極的各種組合來記錄來自不同放大器的腦電波。導聯一般被創建以提供在腦皮層上的EEG的空間分布的清晰圖片。導聯是從記錄電極的空間陣列獲得的電圖并且優選地指的是在特定時間點被檢查的電極的特定組合。

在雙極導聯中，通過將一個通道的電極輸入端2連接到隨后通道的輸入端1來鏈接連續的電極對，使得相鄰通道具有共同的一個電極。電極的雙極鏈可以從前到后(縱向的)或從左到右(橫向的)進行連接。在雙極導聯中，比較兩個有源電極位點之間的信號，得到記錄的活動的差異。另一種類型的導聯是參考導聯或單級導聯。在參考導聯中，各種電極連接到每個放大器的輸入端1并且參考電極連接到每個放大器的輸入端2。在參考導聯中，在有源電極位點處收集信號并且將該信號與共同參考電極進行比較。

參考導聯有益于確定波形的真實幅度和形態。對于顳葉電極，CZ通常是良好的頭皮參考。

能夠對電活動的源點進行定位(“定位”)對于能夠分析EEG是關鍵的。對雙極導聯中的正常或異常腦電波的定位通常通過識別“相位反轉”來完成，“相位反轉”是指鏈內的兩個通道的偏轉指向相反的方向。在參考導聯中，所有通道可以示出在相同方向上的偏轉。如果在有源電極處的電活動當與在參考電極處的活動比較時是正的，則偏轉將向下。其中電活動與在參考電極處的電活動相同的電極將不示出任何偏轉。一般地，具有最大向上偏轉的電極表示參考導聯中的最大負活動。

一些圖案指示朝向人中的癲癇的傾向。醫師可以將這些波稱為“癲癇樣異常”或“癲癇波”。這些包括棘波(spike)、尖波(sharpwave)、以及棘波放電(spike-and-wavedischarge)。在諸如左顳葉的大腦的特定區域中的棘波和尖波指示部分癲癇可能有可能來自于該區域。另一方面，原發性全身性癲癇由廣泛分布在大腦的兩個半球上的棘波放電揭示，尤其在棘波放電同時在兩個半球中開始的情況下。

存在若干類型的腦電波：alpha波、beta波、delta波、theta波以及gamma波。Alpha波具有8赫茲到12赫茲(“Hz”)的頻率。Alpha波通常當人放松或在清醒狀態中時當人的眼睛閉上但是人在精神上是警覺的時發現。當人的眼睛張開或人集中注意力時，Alpha波結束。Beta波具有13Hz到30Hz的頻率。Beta波通常當人警覺、思考、激動或服用高劑量的特定藥物時發現。Delta波具有小于3Hz的頻率。Delta波通常當人睡著(非REM睡眠或沒有做夢的睡眠)或人是幼兒時發現。Theta波具有4Hz到7Hz的頻率。Theta波通常當人睡著(做夢或REM睡眠)或人是幼兒時發現。Gamma波具有30Hz到100Hz的頻率。Gamma波通常在高級精神活動和運動功能時發現。

本文中使用以下定義。

“幅度”是指從波谷到最大峰(負的或正的)測得的垂直距離。其表示與神經元群的大小和其在分量生成期間的激活同步性有關的信息。