基于多通道近红外光谱成像的非侵入式颅内血肿检测方法技术

本发明专利技术属于医疗诊断领域，具体提供一种基于多通道近红外光谱成像的非侵入式颅内血肿检测方法。本发明专利技术旨在解决现有基于NIRS采用单通道对颅内血肿进行检测的设备检测面积较小、存在血肿漏检的情况和检测精度较低的问题。本发明专利技术的方法包括以下步骤：用两个设置有多个近红外成像通道的观测模块在全头皮表面粗尺度检测颅内血肿位置；精细尺度检测血肿边界；根据血肿边界计算血肿大小。通过本发明专利技术的方法能够增加血肿的检测面积、降低血肿漏检概率、提高颅内血肿检测的精度，进而能够对颅内血肿边界进行精确的判断。

Non invasive intracranial hematoma detection method based on multi-channel near-infrared spectroscopy imaging

The invention belongs to the field of medical diagnosis, in particular to a non-invasive intracranial hematoma detection method based on multi-channel near-infrared spectroscopy imaging. The invention aims at solving the problem that the prior equipment based on NIRS for detecting the intracranial hematoma by a single channel has the advantages of small detection area of the device, the absence of the hematoma and the low detection accuracy. The method of the invention comprises the following steps: two is provided with a plurality of near infrared imaging channel observation module in the whole surface of the scalp coarse scale detection of intracranial hematoma; hematoma fine scale detection boundary; the size of hematoma hematoma was calculated according to the boundary. By the method of the invention, the detection area of the hematoma can be increased, the probability of detection of the hematoma can be reduced, and the accuracy of the detection of the intracranial hematoma can be improved.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于医疗诊断领域，具体提供一种基于多通道近红外光谱成像的非侵入式颅内血肿检测方法。
技术介绍
目前，对于颅内血肿的诊断通常采用CT扫描、颅内压(intracranialpressure，ICP)检测以及一系列神经学量表评定。但是，ICP检测的结果与神经学量表评定的结果的准确性和有效性并不是很理想。迟发性颅内血肿的患者可能会在血肿出现一段时间之后才表现出异常的神经病理学异常，甚至有些人始终都表现出正常的神经病理学指征。CT扫描是颅内血肿诊断的金标准，它基本上可以100％准确的识别并定位颅内血肿。但是CT的临床使用也存在很多问题。首先CT扫描必须要让患者进入到CT扫描室内，无法临床开展。因此，给在重症监护室内伤势极为严重的患者的测查工作带来了一定的困难。其次，由于我国大多数医院仪器资源有限而患者众多，往往患者送到医院几个小时后才能实际开展CT扫描测查。而法国医生、创伤医学之父RAdamsCowley在第一次世界大战期间提出过著名的“黄金一小时”的理论，即“如果病人伤势很重，60分钟决定一切，虽然60分钟后不一定立刻死亡，但一切已经无法挽回”。因此对于重伤患者，受伤后第一时间(刚到急诊室或者在急救车上)的准确诊断至关重要。另外，CT扫描具有一定的辐射性，并不是绝对安全无风险。因此患者(特别是儿童)接受CT扫描需极其谨慎。也正是由于辐射的风险，CT无法在短时间内进行多次频繁扫描，并不适用于对迟发性颅内血肿的临床监护，甚至可能会引发二次脑损伤，延误患者的康复。通过近红外光谱成像技术(nearinfraredspectroscopy,NIRS)进行颅内血肿检测是一种新兴的检测技术，它已经被证明对硬膜外血肿、硬膜下血肿及浅层的脑内出血都具有良好的检测敏感性和特异性。和传统的CT扫描、颅内压检测等方法相比，利用NIRS进行颅内血肿检测具有几个无法比拟的好处：(1)没有辐射的危险，非常适用于儿童患者；(2)因为安全无伤害，可以在短时间内多次重复检测，适合对损伤后及手术后迟发性颅内血肿的临床检测；(3)易于应用在便携式设备上，可以广泛应用在急诊室、救护车以及损伤现场；(4)检测耗时短，目前已有设备的检测周期约为2分钟，适用于紧急场合，且有助于医疗资源在病人间循环利用。但是，目前所有的研究以及市场上所有的设备均采用单通道检测方式，即基于一个NIRS检测通道分别在额叶、颞叶、顶叶和枕叶的左右两侧共8个区域轮流测量，单通道NIRS检测范围局限在3-4cm内，因此在对脑血肿区域无法预估的情况下，如此粗尺度的单通道检测很容易造成对血肿区域的漏检，而且单通道测量也无法提供信息，检测报告只能停留在脑叶的尺度，不能对血肿的空间范围进行判断。相应地，本领域需要一种新的颅内血肿检测方法来解决上述问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有基于NIRS采用单通道对颅内血肿进行检测的设备检测面积较小、存在血肿漏检的情况和检测精度较低的问题，本专利技术提供了一种基于多通道近红外光谱成像的非侵入式颅内血肿检测方法，该颅内血肿检测方法所述颅内血肿检测方法包括以下步骤：在全头皮表面粗尺度检测颅内血肿位置；精细尺度检测血肿边界；根据血肿边界计算血肿大小。在上述颅内血肿检测方法的优选技术方案中，所述在全头皮表面粗尺度检测颅内血肿位置的步骤进一步包括通过多通道近红外光谱成像装置在全头皮表面粗尺度检测颅内血肿位置。在上述颅内血肿检测方法的优选技术方案中，所述通过多通道近红外光谱成像装置在全头皮表面粗尺度检测颅内血肿位置的步骤进一步包括通过两个多通道近红外光谱成像装置同时在头皮表面左右两侧对称的区域检测颅内血肿位置。在上述颅内血肿检测方法的优选技术方案中，所述通过两个多通道近红外光谱成像装置同时在头皮表面左右两侧对称的区域检测颅内血肿位置的步骤进一步还包括：在颅内血肿检测的过程中，两个多通道近红外光谱成像装置始终对称于头皮表面的左右中分线；在颅内血肿检测的过程中，根据ΔOD值进行检测结果分析：Ileft是左侧多通道近红外光谱成像装置检测到的近红外光输出量，Iright是右侧多通道近红外光谱成像装置检测到的近红外光输出量，当ΔOD为正且大于设定的阈值时，右侧多通道近红外光谱成像装置的下方存在血肿，当ΔOD为负且小于设定的阈值时，左侧多通道近红外光谱成像装置的下方存在血肿。在上述颅内血肿检测方法的优选技术方案中，所述精细尺度检测血肿边界的步骤进一步包括：检测到血肿位置的多通道近红外光谱成像装置进一步对所述血肿周边的4-8个区域进行血肿检测；当所述血肿位置的周边的边缘处没有检测到新的血肿时，确定血肿边界；当所述血肿位置的周边的边缘处检测到新的血肿时，所述多通道近红外光谱成像装置进一步对所述新血肿周边的4-8个区域进行血肿检测。在上述颅内血肿检测方法的优选技术方案中，所述近红外光的波长在650nm-950nm之间。在上述颅内血肿检测方法的优选技术方案中，所述多通道近红外光谱成像装置包括观测模块。在上述颅内血肿检测方法的优选技术方案中，所述观测模块设置有多个性能相同的近红外成像通道，且左右两侧的观测模块上的近红外成像通道相互对应。在上述颅内血肿检测方法的优选技术方案中，所述近红外成像通道包括发光光源和用于检测近红外光输出量的检测探头。在上述颅内血肿检测方法的优选技术方案中，通过多通道近红外光谱成像装置以脑叶为单位在全头皮表面进行粗尺度检测颅内血肿；或者通过多通道近红外光谱成像装置根据国际通用的10-20标准在全头皮表面粗尺度检测颅内血肿。本领域技术人员能够理解的是，在本专利技术的优选技术方案中，通过两个设置有多个近红外成像通道的观测模块进行颅内血肿检测，具体地，两个观测模块在进行血肿检测时始终对称于头皮表面的左右中分线，并且两个观测模块内的近红外成像通道具有左右一一对应的关系。通过将左右两个观测模块所检测到的近红外光输出量进行对比处理，以此来判断当前该观测模块所处位置头皮下是否存在血肿。当某一观测模块检测到血肿时，该观测模块进一步对该血肿位置的周边进行血肿检测，当血肿位置的周边没有检测到新的血肿时，则可以对血肿边界进行确定；当血肿位置的周边检测到新的血肿时，该观测模块进一步对新的血肿的周边进行血肿检测，以此类推，直至检测不到新的血肿便可对血肿边界进行确定。因此，本专利技术的方法能够增加血肿的检测面积、降低血肿漏检概率、提高颅内血肿检测的精度，进而能够对颅内血肿边界进行精确地判断。附图说明图1是本专利技术的基于多通道近红外光谱成像的非侵入式颅内血肿检测方法的步骤流程图；图2是近红外光在大脑组织中的传播路径示意图；图3是本专利技术的基于多通道近红外光谱成像的非侵入式颅内血肿检测方法的近红外成像通道排布图；图4是国际通用的10-20标准系统用在头皮表面进行定位的示意图；图5是通过本专利技术的基于多通道近红外光谱成像的非侵入式颅内血肿检测方法的遍颅内血肿检测方位示意图；图6是通过本专利技术的基于多通道近红外光谱成像的非侵入式颅内血肿检测方法的递进式检测血肿边界的示意图。附图标记1、发光光源；2、检测探头；3、头皮。具体实施方式下面参照附图来描述本专利技术的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本专利技术的技术原理，并非旨在限制本专利技术的保护范围。例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多通道近红外光谱成像的非侵入式颅内血肿检测方法，其特征在于，所述颅内血肿检测方法包括以下步骤：在全头皮表面粗尺度检测颅内血肿位置；精细尺度检测血肿边界；根据血肿边界计算血肿大小。

【技术特征摘要】
1.一种基于多通道近红外光谱成像的非侵入式颅内血肿检测方法，其特征在于，所述颅内血肿检测方法包括以下步骤：在全头皮表面粗尺度检测颅内血肿位置；精细尺度检测血肿边界；根据血肿边界计算血肿大小。2.根据权利要求1所述的基于多通道近红外光谱成像的非侵入式颅内血肿检测方法，其特征在于，所述在全头皮表面粗尺度检测颅内血肿位置的步骤进一步包括：通过多通道近红外光谱成像装置在全头皮表面粗尺度检测颅内血肿位置。3.根据权利要求2所述的基于多通道近红外光谱成像的非侵入式颅内血肿检测方法，其特征在于，所述通过多通道近红外光谱成像装置在全头皮表面粗尺度检测颅内血肿位置的步骤进一步包括：通过两个多通道近红外光谱成像装置同时在头皮表面左右两侧对称的区域检测颅内血肿位置。4.根据权利要求3所述的基于多通道近红外光谱成像的非侵入式颅内血肿检测方法，其特征在于，所述通过两个多通道近红外光谱成像装置同时在头皮表面左右两侧对称的区域检测颅内血肿位置的步骤进一步包括：在颅内血肿检测的过程中，两个多通道近红外光谱成像装置始终对称于头皮表面的左右中分线；在颅内血肿检测的过程中，根据ΔOD值进行检测结果分析：ΔOD=log10(IleftIright)]]>Ileft是左侧多通道近红外光谱成像装置检测到的近红外光输出量，Iright是右侧多通道近红外光谱成像装置检测到的近红外光输出量，当ΔOD为正且大于设定的阈值时，右侧多通道近红外光谱成像装置的下方存在血肿，当ΔOD为负且小于设定的阈值时，左侧多通道近红外光谱成像装...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋田仔，张玉瑾，张鑫，左年明，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11