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基本信息
- 項目名稱：
- 癲癇病灶定位儀
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本作品旨在為癲癇病灶定位提供準(zhǔn)確的檢測分析辦法。 作品設(shè)計包括硬件與軟件部分。 硬件部分為一自主研發(fā)的腦電監(jiān)測儀。 軟件部分的設(shè)計工作主要集中在算法的選取與實現(xiàn)上。 本產(chǎn)品的設(shè)計在理論上采用了先進(jìn)的算法，在實現(xiàn)上應(yīng)用了高科技含量的計算機(jī)電子技術(shù)。產(chǎn)品不僅為我國在癲癇病灶定位領(lǐng)域提供了很好的臨床技術(shù)保證，打破了國外的技術(shù)封鎖。同時也在腦電信號的應(yīng)用研究方面實現(xiàn)了突破。
- 詳細(xì)介紹：
- 本作品旨在為癲癇病灶定位提供準(zhǔn)確的檢測分析辦法。 作品設(shè)計包括硬件與軟件部分。 硬件部分為一自主研發(fā)的腦電監(jiān)測儀。通過32通道腦電采集儀是對一個EMU中的2個患顳葉內(nèi)側(cè)癲癇(Mesial Temporal Lobe Epilepsy, MTLE)的病人的長時間EEG記錄。 軟件部分的設(shè)計工作主要集中在算法的選取與實現(xiàn)上。 在收集到EEG之后，就要進(jìn)行發(fā)作檢測。通過觀察EEG，可以主觀的判斷癲癇的發(fā)作，采用一種客觀的、可復(fù)制的方式來定義發(fā)作的開始和結(jié)束時刻，癲癇樣EEG主要包括高幅慢波或低幅快波，故選取絕對坡度(Slope)來同時可檢測兩者的特征。 最后取癲癇發(fā)作時間段內(nèi)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行癲癇病灶定位，將所有通道數(shù)據(jù)分段，每段長4s，50% 交疊，分別計算delta（1-4Hz），theta（4-8Hz），alpha（8-12Hz），beta（12-30Hz），gamma（30-80Hz）上兩兩通道之間的同步。我們利用諧波小波變換(harmonic wavelet transform, HWT)提取所需頻帶上的相位信息。 最后我們利用本系統(tǒng)算出了這位癲癇病人的病灶，結(jié)果證實算出的數(shù)據(jù)正是準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，可以應(yīng)用于臨床。 本產(chǎn)品的設(shè)計在理論上采用了先進(jìn)的算法，在實現(xiàn)上應(yīng)用了高科技含量的計算機(jī)電子技術(shù)。產(chǎn)品不僅為我國在癲癇病灶定位領(lǐng)域提供了很好的臨床技術(shù)保證，打破了國外的技術(shù)封鎖。同時也在腦電信號的應(yīng)用研究方面實現(xiàn)了突破。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計目的： 癲癇發(fā)作就是由于神經(jīng)元同步性活動急劇增強(qiáng)，在EEG測量中可以明顯的看到陣發(fā)性活動。醫(yī)療實踐中的黃金標(biāo)準(zhǔn)為EEG數(shù)據(jù)提供了可視化分析，但是與此同時，數(shù)學(xué)方法已經(jīng)得以發(fā)展并應(yīng)用于癲癇預(yù)測，檢測以及癲癇恢復(fù)，另外動態(tài)分析特征的研究也會有助于癲癇發(fā)現(xiàn)，診斷以及治療。本作品旨在為癲癇病灶定位提供準(zhǔn)確的檢測分析辦法。 設(shè)計基本思路： 作品包括硬件與軟件部分。 硬件部分為32導(dǎo)腦電監(jiān)測儀，用來獲得患者腦電數(shù)據(jù)。 軟件部分采用了先進(jìn)的算法，記錄并分析患者癲癇病發(fā)時，多個通道間的同步現(xiàn)象，進(jìn)而算出病灶。 創(chuàng)新點： 1.自主研發(fā)32導(dǎo)腦電放大器，可任意改變測試區(qū)域，用以長時間測量患者腦電數(shù)據(jù)。 2.運用先進(jìn)算法，計算通道間同步指數(shù)。 3.運用前沿理論，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，進(jìn)而精確定位病灶。 4.自主設(shè)計配套軟件，方便實用。 5.加入臨床實驗環(huán)節(jié)，并驗證了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性與可信度。 技術(shù)關(guān)鍵： 1.采集數(shù)據(jù)部分，通過32通道腦電采集儀。 2.發(fā)作檢測部分，通過觀察EEG，可以主觀的判斷癲癇的發(fā)作。 3.最后取癲癇發(fā)作時間段內(nèi)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行癲癇病灶定位。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 作品科學(xué)先進(jìn)性： 1、在數(shù)據(jù)采集上采用了自主研發(fā)的可滿足多種需求的腦電監(jiān)測儀， 2、從算法上比傳統(tǒng)的監(jiān)護(hù)儀算法復(fù)雜度低， 3、在系統(tǒng)實現(xiàn)上充分考慮到成本和可靠性， 4、在實際驗證上從中國的臨床為依據(jù)。 本作品的數(shù)據(jù)采集部分采用了自主研發(fā)的32通道腦電監(jiān)測儀，更為準(zhǔn)確的記錄病人的腦電信息。 在判斷發(fā)作檢測部分，結(jié)合目前臨床采用的判斷方法，使用多通道相位同步這一較為精確的方法，更為精確地描述發(fā)作開始時刻。 在病灶分析部分，在選取癲癇發(fā)作時間段內(nèi)的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，將所有通道數(shù)據(jù)分段，每段長4s，50% 交疊，分別計算delta（1-4Hz），theta（4-8Hz），alpha（8-12Hz），beta（12-30Hz），gamma（30-80Hz）上兩兩通道之間的同步。利用諧波小波變換(harmonic wavelet transform, HWT)提取所需頻帶上的相位信息。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 臨床應(yīng)用調(diào)試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品、磁盤、現(xiàn)場演示、圖片、錄像、樣品
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 技術(shù)特點和優(yōu)勢 該產(chǎn)品完全為自主開發(fā)，以性能穩(wěn)定的工業(yè)級主板為實體，以嵌入式系統(tǒng)為平臺，保證設(shè)備工作的可靠性能，同時高速信號采集系統(tǒng)，降低成本。 本設(shè)計的優(yōu)勢主要分為以下幾個部分： （1）使用DSP實現(xiàn)了對信號的帶通濾波與工頻陷波處理。 （2）采用intel公司的工業(yè)級atom 凌動處理平臺，適合不同的客戶應(yīng)用。 （3）病灶定位算法經(jīng)過了大量的數(shù)據(jù)驗證，具有很好的可靠性和魯棒性。 （4）系統(tǒng)能夠存儲多于10G以上的數(shù)據(jù)，并可以進(jìn)行離線分析。可以為病灶定位的深入研究提供原始數(shù)據(jù)研究。 適用范圍： 本產(chǎn)品適合廣泛應(yīng)于臨床，產(chǎn)品相對國外的同類型產(chǎn)品成本低，適合在國內(nèi)推廣。 市場分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測： 目前我國大力推行醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)的改革，癲癇病灶定位儀已成為醫(yī)院必備設(shè)施。中國醫(yī)療器械市場已成為缺口巨大的市場。 海外資金將對產(chǎn)品極為感興趣，因為海外許多國家都是公費醫(yī)療制度，治療的成本相對來說極為重要，從這一方面來說，本產(chǎn)品具有廣闊的國際市場。
同類課題研究水平概述
- 目前國內(nèi)外關(guān)于癲癇病灶定位的EEG方法大體上有以下幾種。 1.常規(guī)腦電圖 目前，常規(guī)腦電圖(EEG)仍是診斷癲癇的首選檢查。由于癲癇發(fā)作具有無序的周期性，呈非持續(xù)性、以短暫爆發(fā)形式出現(xiàn)，EEG描記時間短，描記時常常是在發(fā)作間期，因此，一般而言，常規(guī)EEG很難對癲癇致病灶做出正確判斷。 2.24小時動態(tài)腦電圖 24小時動態(tài)腦電圖(AEEG)是用攜帶式的長程盒式記錄儀，或在監(jiān)測室記錄存儲病人24小時的EEG，記錄期間患者照樣從事日?；顒樱O(jiān)測時間長，信息較完全，對睡眠過程中癇樣放電的頻率明顯增高有一定的關(guān)系，大大提高了癇樣放電的檢出率，尤其對顳葉癲癇的定位診斷具有很重要的意義。AEEG可為手術(shù)切除癇性灶時進(jìn)行術(shù)前定側(cè)，定位提供可靠信息。 3.長程視頻腦電圖 長程視頻腦電圖(VEEG)描計時間長，采用錄像系統(tǒng)及腦電圖同步描計的方法將患者發(fā)作全過程與患者腦電信號同步記錄并存儲(根據(jù)計算機(jī)存儲量可連續(xù)記錄1～2周)，回放時可同步觀察患者發(fā)作癥狀和腦電圖，從而實現(xiàn)視頻圖像、聲音和腦電圖三者的統(tǒng)一，通過多導(dǎo)聯(lián)變換閱圖，棘波檢出率高，并且能確定腦電與臨床發(fā)作的關(guān)系，發(fā)作時或發(fā)作前數(shù)秒鐘腦電圖出現(xiàn)明顯突出于背景的棘、尖波放電或突然的電壓減低或突然的節(jié)律改變都提示發(fā)作的起始源，通過癲癇的臨床發(fā)作特征和EEG異常起源部位對局灶性癲癇定側(cè)、定位診斷，尤其是發(fā)作最初數(shù)秒的臨床表現(xiàn)和EEG對定位最有參考價值，明顯提高了癲癇類型，局灶性定位診斷的準(zhǔn)確率。長程VEEG是目前獲得發(fā)作期EEG和臨床表現(xiàn)的唯一有效的辦法。目前，腦電圖三維立體定位與結(jié)構(gòu)顯像的融合定位是研究的難點與熱門。 4.蝶骨電極腦電圖 眾所周知，蝶骨電極可以明顯地提高顳葉癇樣放電檢出率，對確定棘波來源于顳葉內(nèi)側(cè)還是顳葉外側(cè)很重要，國內(nèi)外文獻(xiàn)均有報道，并早已被臨床實踐所證明。在對經(jīng)MRI證實一側(cè)海馬硬化的難治性顳葉內(nèi)側(cè)癲癇病人腦電圖隨訪發(fā)現(xiàn)，發(fā)作間期常表現(xiàn)為顳區(qū)慢波，插入蝶骨電極則表現(xiàn)為高波幅尖波、棘波，其余電極部位出現(xiàn)的位相倒置在定位致癇灶中意義較大。
