用于分析脑电图信息的系统、方法、计算机程序和计算机界面技术方案

一种用于分析脑电图(EEG)波形以检测指示癫痫发作的波形的存在的计算机实现的方法。该方法包括以下步骤：利用移动窗口来执行EEG波形的时间频率分析以对波形的节段执行分析，以及计算波形的被分析节段的功率谱值以导出指数值。所计算的指数值用于确定发作的存在。在特定的实施例中，本发明专利技术涉及在大鼠、小鼠和其它啮齿动物中的癫痫发作的检测。

System, method, computer program and computer interface for analyzing EEG information

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于分析脑电图信息的系统、方法、计算机程序和计算机界面专利技术的
本专利技术涉及用于分析脑电图信息的系统、方法、计算机程序和界面。在一个实施例中，本专利技术涉及使用脑电图信息来检测在哺乳动物、优选地实验动物中的癫痫发作、峰和波放电、振荡(包括高频振荡)和其他致癫痫活动。在一个特定的实施例中，本专利技术涉及在大鼠、小鼠和其他啮齿动物中的癫痫发作的检测。背景大鼠模型在发展关于癫痫的起源的理论中和此外在新的和实验性的治疗的评估中以及在发展用于自动癫痫发作检测和/或预测的新方法中是有帮助的。换句话说，大鼠模型通常用于对癫痫进行进一步的研究。然而，监控发作是费力且困难的任务。大鼠和小鼠被监控可能持续几天或甚至几周或几个月的延长的时期，且对于研究人员来说常见的是：花费几个小时来审查所记录的脑电图(EEG)信号和/或观看所记录的大鼠或小鼠的视频影片片段以将由大鼠或小鼠在延长的时期内经历的发作的次数记入日志或以其他方式记录发作的次数。这种工作是费力的。在几只动物同时被监控的情况下情况尤其如此，这在延长的EEG和/或视频记录的情况下是容易出错的非常耗时和冗长乏味的过程。许多研究人员继续偏爱于通过审查视频影片片段和在视觉上检查所记录的EEG信号来识别发作，因为迄今为止可用的“自动”检测方法有不可接受的水平的错误的倾向。正是对于这些问题的思考，本专利技术已得以被发展。专利技术概述在第一方面中，提供了一种用于分析脑电图(EEG)波形以检测指示癫痫发作的波形的存在的计算机实现的方法，其包括以下步骤：利用移动窗口来执行EEG波形的时间频率分析以对波形的节段执行分析，计算波形的被分析节段的功率谱值以导出指数值，其中指数值用于确定发作的存在。一个实施例包括迭代本专利技术的第一方面的处理步骤以提供不同时间窗口的多个索引值的另一步骤，其中多个索引值中的每一个用于检测发作。一个实施例包括将多个索引值分类成直方图的步骤，其中所得到的直方图被分析以定义活动的背景水平，其中活动的背景水平定义用于去除背景活动的阈值。在一个实施例中，该方法包括提供界面以允许用户审查直方图并选择性地重置阈值的步骤。该方法可以包括由用户自主地审查阈值的选择性重置并基于选择性重置来改变预定阈值的步骤。该方法可以包括仅在规定频带内分析EEG波形的另一步骤。大鼠的规定频带优选地从17Hz延伸到25Hz。在突变小鼠模型中的用于峰和波检测的规定频带稍微更宽，优选地从14Hz延伸到27Hz。该方法可被优化用于检测在大鼠、小鼠和其他啮齿动物中的癫痫发作。在第二方面中，提供了一种用于分析脑电图(EEG)波形以检测存在指示癫痫发作的活动模式(activitypattern)的系统，该系统包括：模块，其被布置成利用处理器来利用移动窗口来执行EEG波形的时间频率分析以对一节段执行分析，该模块计算波形的被分析节段的功率谱值以导出指数值，以及利用该指数值来确定在波形中的发作模式的存在，其中发作模式的存在经由界面被传递给用户。在第三方面中，提供了一种计算机程序，其包含至少一个指令并且被布置成当在计算系统上被执行时执行本专利技术的第一方面的方法步骤。附图简述本专利技术的另外的特征将在下面的本专利技术的几个非限制性实施例的描述中被更全面地描述。该描述仅仅为了举例说明本专利技术的目的而被包括。它不应被理解为对如上面所阐述的本专利技术的大略概述、公开或描述的限制。现在将参考附图做出本描述，其中：图1是根据本专利技术的实施例的示例计算系统，方法和/或计算机程序可以在该计算系统上操作；图2是示出根据本专利技术的实施例的计算机实现的方法的流程图；图3是示出根据本专利技术的实施例计算的EEG信号和窗口功率谱的曲线图；图4是示出根据本专利技术的实施例的频谱带指数(SBI)的曲线的曲线图；图5a是根据本专利技术的实施例的如在界面上显示的具有自动计算的阈值的SBI曲线；图5b是根据本专利技术的实施例的如在界面上显示的具有相同阈值的SBI直方图；以及图6a和图6b是分别示出根据本专利技术的实施例的计算机程序的界面的输入信号和结果窗口的屏幕截图。优选实施例的详细描述本专利技术总体上涉及用于分析脑电图信息的系统、方法、计算机程序和界面。在一个实施例中，本专利技术涉及使用脑电图信息来检测在哺乳动物中的癫痫发作。下面在本文中更详细描述的一个实施例中，本专利技术涉及检测在大鼠、小鼠和其他啮齿动物中的癫痫发作。更详细地，本文描述的实施例的一个方面提供了一种用于以在线方式分析(即，在数据被收集时实时地执行的分析)或离线方式分析(即，基于预先记录/保存的数据执行的分析)脑电图信息的方法。在在线分析的情况下，该方法包括以下步骤：执行持续EEG信号的时间频率分析，计算该信号的被分析节段的功率谱值以导出指数值，其中该指数值用于确定发作的存在。在离线分析的情况下，除了一个差异——即，EEG信号数据从文件读取而不是作为持续信号被接收——以外，相同的方法步骤被执行。这种系统对于需要被处理的数据的数量是庞大的情况是特别有用的，并且存在对以自主方式处理大量数据同时将“假阳性”减到最少的需要。也就是说，不是真实事件的事件，而是作为信号收集过程的假象的事件，例如电干扰。该方法的一个实施例被编码在计算系统(例如图1所示的计算系统)中。在图1中，示出了计算系统的示意图，该计算系统在该实施例中是适合于用于本专利技术的实施例的计算系统100。根据本专利技术的实施例，计算系统100可用于执行应用和/或系统服务，例如计算机程序和界面。参考图1，计算系统100可以包括接收、存储和执行适当的计算机指令所必需的适当部件。部件可以包括处理器102、只读存储器(ROM)104、随机存取存储器(RAM)106、输入/输出设备，例如磁盘驱动器108、远程或所连接的输入设备110(例如EEG信号监视器)以及一个或多个通信链路114。计算系统100包括可安装在ROM104、RAM106或磁盘驱动器108中并可由处理器102执行的指令。可以提供多个通信链路114，其可以不同地连接到一个或多个输入设备110，例如EEG信号监视器。多个通信链路114中的至少一个可以通过电信网络连接到外部计算网络。在一个特定实施例中，该设备可以包括可以驻留在存储设备112上的数据库116。将理解，数据库可以驻留在任何合适的存储设备上，存储设备可以包括固态驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器或磁带驱动器。数据库116可以驻留在单个物理存储设备上，或者可以在本地或远程地散布在多个存储设备当中。计算系统100包括合适的操作系统118，其也可以驻留在服务器100的存储设备上或ROM中。操作系统被布置成与数据库和与一个或多个计算机程序交互作用以使服务器执行根据本文描述的本专利技术的实施例的步骤、功能和/或过程。概括地，本专利技术涉及被布置成经由通信网络从一个或多个远程设备接收数据的一种计算方法和系统。远程设备可以采取存储在计算设备上的数据的形式，但也可以采取直接从记录器接收的信号数据的形式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于分析脑电图(EEG)波形以检测指示癫痫发作的波形的存在的计算机实现的方法，包括以下步骤：利用移动窗口来执行所述EEG波形的时间频率分析以对所述波形的一节段执行所述分析，计算被分析节段的功率谱值以导出指数值，其中所述指数值用于确定发作的存在。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170829 AU 20179034811.一种用于分析脑电图(EEG)波形以检测指示癫痫发作的波形的存在的计算机实现的方法，包括以下步骤：利用移动窗口来执行所述EEG波形的时间频率分析以对所述波形的一节段执行所述分析，计算被分析节段的功率谱值以导出指数值，其中所述指数值用于确定发作的存在。


2.根据权利要求1所述的方法，还包括迭代权利要求1的处理步骤以提供不同时间窗口的多个索引值的步骤，其中所述多个索引值中的每一个用于检测发作。


3.根据权利要求2所述的方法，包括将所述多个索引值分类成直方图的步骤，其中所得到的直方图被分析以定义活动的背景水平，其中所述活动的背景水平定义用于去除背景活动的阈值。


4.根据权利要求3所述的方法，还包括提供界面以允许用户审查所述直方图并选择性地重置所述阈值的步骤。


5.根据权利要求4所述的方法，还包括由用户自主地审查所述阈值的选择性重置并基于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿芒·萨尔格相，德米特里·梅尔科尼安，
申请(专利权)人：卡奥斯基有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU