用于脑电图测量的设备和方法技术

一种设备，该设备包括数据处理单元(100)，该数据处理单元(100)使设备：接收人(108)的大脑的至少两个脑电图信号；形成关于以下项中的至少一项的第一信息：至少两个脑电图信号之间的相位‑相位耦合、至少两个脑电图信号之间的相位‑幅度耦合以及至少两个脑电图信号之间的幅度‑相位耦合，该第一信息与具有等于或低于1Hz的频率的慢波有关；将第一信息归一化；以及输出与归一化的第一信息有关的信息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于脑电图测量的设备和方法
本专利技术涉及用于脑电图测量的设备和方法。
技术介绍
现代的脑电图(EEG)信号采集装置现在能够产生对与脑功能直接相关的大脑电场电位的长时间或连续的监测。通常实现了从原始EEG记录选择感兴趣的空间通道和/或对期望的频率范围进行滤波。在重症监护室(ICU)中，可以对患者的EEG进行长期监测，并且由于EEG需要相对较少的资源，所以具有成为ICU床旁脑功能监测的优选方式的许多优势(例如，相对较低的成本、无线、快速且小的设备占地面积)。对于ICU医生来说，由于神经功能障碍和损伤二者的普遍发生，评估大脑的状态以及患者的循环和呼吸功能也至关重要。然而，基于检查基本信号的连续传统EEG评估在ICU级别上是不实用或不期望的，并且需要更复杂的信号分析以提供有关信息，诸如，常规的和/或针对具体情况的指数(index)。
技术实现思路
本专利技术寻求提供对测量的改进。本专利技术由独立权利要求限定。在从属权利要求中限定了实施方式。根据本专利技术的解决方案提供了多个优点。EEG信号的测得的相位-相位、相位-幅度和/或幅度-相位耦合信息可以有效地揭示所检查的大脑相对于正常大脑如何有序地运转。附图说明以下参照附图仅通过示例的方式来描述本专利技术的示例实施方式，在附图中：图1例示了用于脑功能测量的设备的示例；图2例示了包括至少一个处理器和至少一个存储器的处理单元的示例；图3例示了与健康的大脑中的相位-相位耦合有关的参考脑功能的例子；图4例示了健康大脑的相位-相位耦合与健康大脑的参考脑功能之间的差的示例；图5例示了在不良结果的情况下功能异常的大脑的相位耦合与健康大脑的参考脑功能之间的差的示例；图6例示了在癫痫发作的情况下功能异常的大脑的相位耦合与健康大脑的参考脑功能之间的差的示例；图7例示了一个或更多个健康大脑的参考功率水平曲线、一个或更多个不健康大脑的参考功率水平曲线、健康大脑的功率水平曲线和不健康大脑的功率水平曲线的示例；图8例示了功能异常的大脑的爆发抑制模式的相位-相位耦合与健康大脑的参考脑功能之间的地形(topographical)比较的示例；图9例示了第一参考脑功能的功率水平的曲线和不健康大脑的功率测量的曲线的示例；图10例示了第一参考脑功能的相位耦合曲线和不健康大脑的相位耦合曲线的示例；图11例示了第一参考脑功能的功率水平和相位耦合的组合的曲线以及不健康大脑的功率和相位耦合测量曲线的示例；图12例示了相位耦合和功率测量的流程图的示例；图13例示了耦合特征指数计算、可视化和学习的流程图的示例；图14例示了指数计算的流程图的示例；图15例示了磁刺激器的示例；图16例示了电刺激器的示例；图17例示了超声刺激器的示例；图18例示了用于化学刺激的给药装置的示例；图19例示了相位-幅度耦合的示例。具体实施方式以下实施方式仅是示例。虽然说明书可能在若干位置中提及“一个”实施方式，但这不是必须意指各个这种引用是指同一实施方式或该特征仅应用于单个实施方式。还可以组合不同实施方式的单个特征来提供其它实施方式。此外，词语“包括”和“包含”应被理解为不将所述实施方式限于仅由已经提及的这些特征构成，而是这种实施方式还可以包含尚未具体提及的特征/结构。应注意，虽然附图例示了各种实施方式，但它们是仅示出一些结构和/或功能实体的简化图。对本领域技术人员明显的是，所述设备还可以包括除了附图和文本所述的功能和结构之外的其它功能和结构。应理解，用于测量和/或控制的一些功能、结构以及信令的细节与实际专利技术无关。因此，在这里不需要更详细地讨论它们。频率为或低于1Hz(f≤1Hz)的慢波可以被认为是重要EEG特征。基于慢波的生理重要性以及以受控方式在有或没有麻醉剂的情况下测试它们的生成的可能性，可以假设在受损大脑中该电生理现象被打乱。可以预期大神经元群体的同步活动以及在波的形成中需要的皮层区与皮层下区之间微妙的相互作用对脑功能敏感。其还可以揭示大脑以正常还是异常方式运转。更详细地说，慢波(等于或小于1Hz)是非快速眼动(NREM)睡眠的最重要的脑电图特征。这种神经生理现象源自新皮层和丘脑中的神经元，这些神经元已经被示出表现出与脑电图的慢波活动相关的缓慢振荡。尽管通常仍然认为缓慢振荡只在新皮层中生成，然后扩散到其它大脑区域，但是有力的证据表明，丘脑对这些缓慢振荡的全脑电图表达有贡献。慢波在较高的认知功能中的生理重要性已得到令人信服的证明，并且这种电生理现象的缺乏与意识障碍有关联。除了自然睡眠外，在全身麻醉期间，在健康个体中也会看到慢波。源自与在NREM睡眠期间发现的那些相同的细胞和网络水平机制的麻醉诱导慢波被认为是仅在深度镇静/麻醉中出现的无意识大脑的产物。最近，通过使用同时记录的脑电图和功能磁共振成像，麻醉期间的慢波活动被示出为与将丘脑皮层系统与感官刺激隔离以及保留内部丘脑皮层交换有关。为此目的，本申请提及利用在从院外心脏骤停复苏之后的、重症监护室(ICU)的多个昏迷患者进行的实验。实验方案由遵守赫尔辛基宣言(DeclarationofHelsinki)指南的奥卢大学医院(OuluUniversityHospital)的机构伦理委员会(EthicsCommittee)批准。向患者最近的亲属请求参与的通知书面同意。由于心脏骤停期间减少的供氧，所以患者潜在地遭受缺氧缺血脑损伤，由于该脑损伤，作为实验之前的神经保护措施，他们已经接受治疗性低温治疗。因为在恢复的早期阶段检测潜在的弥漫性脑损伤的要求很高，所以这些患者总体代表相当程度的诊断挑战。现在借助于图1来查看用于脑功能测量的设备的示例。该设备包括数据处理单元100。图2例示了数据处理单元100的框图的示例。在一个实施方式中，数据处理单元100可包括至少一个处理器200和至少一个存储器202。它们的操作基于控制该设备的操作的计算机程序的一系列程序命令。该计算机程序可以存储在至少一个存储器202中。图1还例示了电极系统102，该电极系统102向数据处理单元100提供人110的大脑的至少两个EEG信号。在一个实施方式中，电极系统102可以是设备的一部分。电极系统102与人108的头皮或大脑电联接或联系。电极系统102向数据处理单元100提供EEG信号。EEG信号可以从电极系统102直接馈送到数据处理单元100，或者可以首先将EEG信号存储在存储器中，并且可以稍后将EEG数据馈送到数据处理单元100。EEG信号也可以在输入到数据处理单元100之前被滤波。脑电图本身是大脑电活动的记录。电活动作为由脑组织的神经元引起的电压变化被测量。EEG信号以模拟或数字形式携带EEG信息，并且该信息可以在数据处理单元100中被处理和分析，以确定大脑的状态和/或其功能。控制动作、决策、呈现的数据或诊断可以基于EEG数据或所确定的状态/功能。为了记录人108的EEG信号，设备可以具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，其中，所述设备包括数据处理单元(100)，所述数据处理单元(100)包括一个或更多个处理器(200)和包含计算机程序代码的一个或更多个存储器(202)；并且所述一个或更多个存储器(202)和所述计算机程序代码与所述一个或更多个处理器(200)被配置成使所述设备至少：/n接收人(108)的大脑的至少两个脑电图信号；/n形成关于以下项中的至少一项的第一信息：至少两个脑电图信号之间的相位-相位耦合、至少两个脑电图信号之间的相位-幅度耦合以及至少两个脑电图信号之间的幅度-相位耦合，所述第一信息与具有等于或低于1Hz的频率的慢波有关；/n将所述第一信息归一化；以及/n输出与所归一化的第一信息有关的信息。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180214 US 15/896,2031.一种设备，其中，所述设备包括数据处理单元(100)，所述数据处理单元(100)包括一个或更多个处理器(200)和包含计算机程序代码的一个或更多个存储器(202)；并且所述一个或更多个存储器(202)和所述计算机程序代码与所述一个或更多个处理器(200)被配置成使所述设备至少：
接收人(108)的大脑的至少两个脑电图信号；
形成关于以下项中的至少一项的第一信息：至少两个脑电图信号之间的相位-相位耦合、至少两个脑电图信号之间的相位-幅度耦合以及至少两个脑电图信号之间的幅度-相位耦合，所述第一信息与具有等于或低于1Hz的频率的慢波有关；
将所述第一信息归一化；以及
输出与所归一化的第一信息有关的信息。


2.一种设备，其中，所述设备包括数据处理单元，所述数据处理单元包括一个或更多个处理器(200)和包含计算机程序代码的一个或更多个存储器(202)；并且所述一个或更多个存储器(202)和所述计算机程序代码与所述一个或更多个处理器(200)被配置成使所述设备至少：
接收人(100)的大脑的至少两个脑电图信号；
形成关于以下项中的至少一项的第一信息：至少两个脑电图信号之间的相位-相位耦合、至少两个脑电图信号之间的相位-幅度耦合以及至少两个脑电图信号之间的幅度-相位耦合，所述第一信息与具有等于或低于1Hz的频率的慢波的相位耦合有关；
在所述第一信息与基于参考脑功能的对应耦合模板信息之间执行第一比较；以及
输出与所述第一比较的结果有关的信息。


3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述一个或更多个存储器(202)和计算机程序代码与所述一个或更多个处理器(200)被配置成：使所述设备形成与至少一个脑电图信号的功率有关的第二信息；将所述第二信息归一化；以及输出与所归一化的第二信息的结果有关的信息。


4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述一个或更多个存储器(202)和计算机程序代码与所述一个或更多个处理器(200)被配置成：使所述设备在所述第二信息与基于参考脑功能的对应功率模板信息之间执行第二比较，以便将所述第二信息归一化。


5.根据权利要求3所述的设备，其中，所述一个或更多个存储器(202)和计算机程序代码与所述一个或更多个处理器(200)被配置成：使所述设备组合所述第一信息和所述第二信息，在所组合的信息与基于参考脑功能的对应组合模板信息之间执行组合比较，以及输出与所述组合比较有关的信息。


6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述一个或更多个存储器(202)和计算机程序代码与所述一个或更多个处理器(200)被配置成：使所述设备接收所述人(108)的所述大脑的所述至少两个脑电图信号，所述人(108)至少预计受到以下列表中的至少一项的影响：癫痫活动、脑功能障碍、神经损伤、睡眠以及一种或更多种非零量的麻醉药物。


7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述一个或更多个存储器(202)和计算机程序代码与所述一个或更多个处理器(20...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·瓦里宁，J·科特莱宁，
申请(专利权)人：塞勒尼恩有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI