一种在磁电刺激下检测诱发生物电信号的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种在磁电刺激下检测诱发生物电信号的方法及系统，方法包括：探测至少两路电信号，其中一路为原始生物电信号通道，至少其中一路为刺激伪迹电信号通道；截取每路信号的处理窗口；选取至少一个刺激伪迹电信号作为原始生物电信号的模板；屏蔽每路信号的脉冲阶段；对原始生物电信号以及所有模板进行脉冲阶段的屏蔽；从原始生物电信号中去除刺激伪迹模板分量，留下的余量即诱发的生物电信号。本发明专利技术通过同时采集原始生物电信号和刺激伪迹电信号，在第二探测位点采集的刺激伪迹电信号与第一探测位点采集的原始生物电信号是同步更新的，能够有效地避免因刺激伪迹突变导致的模板失配问题。的模板失配问题。的模板失配问题。

【技术实现步骤摘要】
一种在磁电刺激下检测诱发生物电信号的方法及系统


[0001]本专利技术涉及生物电信号采集
，尤其涉及一种在磁电刺激下检测诱发生物电信号的方法及系统。

技术介绍

[0002]神经或肌肉的诱发动作电位在神经肌肉诊断、磁电治疗中刺激位点定位、电刺激或磁刺激的闭环控制等应用中有着重要地位。以受电刺激的运动神经在肌肉处产生的响应波（M波）为例，在神经肌肉诊断中通常以M波的形态，幅值诊断病因是在肌肉还是在运动神经；在磁电治疗中，通过检测对应肌肉M波的有无来确定刺激位点的定位是否准确；在电刺激或磁刺激的闭环控制中，可以通过M波的频谱变化评估肌肉的疲劳状态，从而调节电刺激或磁刺激的刺激强度。然而，诱发的动作电位远小于电刺激或磁刺激产生的刺激伪迹，同时诱发动作电位在持续时间、频谱、时域相关性上与刺激伪迹都难以区分。
[0003]在电刺激下提取自主意愿肌电的去刺激伪迹技术已有广泛的研究，但此技术经常将诱发生物电信号归为刺激伪迹的一部分进行去除，因此技术并不完全适用于诱发生物电信号的提取。目前在电刺激下提取自主意愿肌电的去刺激伪迹技术，包含硬件与软件方法，硬件方法如采样保持法：在刺激时不采样，在刺激完毕后进行采样以屏蔽刺激伪迹的影响，此方法要求刺激频率低；软件方法包括：1）模板消除法，利用自主意愿肌电相关性远低于刺激伪迹间相关性的特点进行分离，2）梳状滤波器法，在固定刺激频率的磁刺激或电刺激下，刺激伪迹在频谱上呈周期的特点，滤除刺激伪迹。然而，诱发生物电信号与刺激相伴出现，其相关性高，频谱周期与刺激频率一致，因此需要设计新的方法检测诱发生物电信号。
[0004]在采集诱发生物电信号的去刺激伪迹方法中也分为硬件与软件方法，硬件方法适合刺激位点与探测位点有足够间距的场景，一旦刺激位点与探测位点过近，此方法的去刺激伪迹效果将下降；软件方法如亚阈值刺激采集刺激伪迹，配合模板消除法，最终去除超阈值刺激下的刺激伪迹，但亚阈值的刺激伪迹与超阈值的刺激伪迹并不是简单的线性关系，另外刺激伪迹是时变的，不实时更新模板容易造成模板失配，使得刺激伪迹无法去除。

技术实现思路

[0005]技术目的：针对现有技术中的缺陷，本专利技术公开了一种在磁电刺激下检测诱发生物电信号的方法及系统，通过同时采集原始生物电信号和刺激伪迹电信号，在第二探测位点采集的刺激伪迹电信号与第一探测位点采集的原始生物电信号是同步更新的，能够有效地避免因刺激伪迹突变导致的模板失配问题。
[0006]技术方案：为实现上述技术目的，本专利技术采用以下技术方案。
[0007]一种在磁电刺激下检测诱发生物电信号的方法，包括以下步骤：步骤S1：探测至少两路电信号，其中一路为原始生物电信号通道，用于采集刺激目标神经时，目标神经反馈的原始生物电信号，至少其中一路为刺激伪迹电信号通道，用于采集刺激目标神经时，目标神经周围的刺激伪迹电信号；
步骤S2：截取每路信号的处理窗口，处理窗口分别为t1、t2、
…
、t
n
；步骤S3：对原始生物电信号的每个处理窗口设置模板：针对原始生物电信号的每个处理窗口，选取至少一个刺激伪迹电信号的处理窗口作为原始生物电信号的模板；步骤S4：屏蔽每路信号的脉冲阶段；对原始生物电信号的每个处理窗口及其对应的模板进行脉冲阶段的屏蔽，脉冲与刺激波形高度相关，屏蔽部分对应到刺激起始至刺激结束；步骤S5：从原始生物电信号中去除刺激伪迹模板分量，留下的余量即诱发的生物电信号。
[0008]优选地，所述步骤S1中，探测至少两路电信号包括：确定原始生物电信号通道的第一探测位点与刺激伪迹电信号通道的第二探测位点，第一探测位点设在目标肌肉上，第二探测位点设在目标肌肉附近的骨突出上。
[0009]优选地，所述第二探测位点靠近第一探测位点，且同时不在诱发生物电信号的传导通路上。
[0010]优选地，所述步骤S1中，刺激目标神经采用超阈值电刺激的方式，得到的原始生物电信号和刺激伪迹电信号均为超阈值信号。
[0011]优选地，所述步骤S2中，每路信号的处理窗口分割皆以对应的刺激起始点为开始，在连续刺激中以下一次刺激的起始点为结束，在单次刺激中以刺激起始点后的固定时长为结束。
[0012]优选地，所述步骤S3中，模板的选取数量至少1个；原始生物电信号的处理窗口t
n
设置的模板为第一路刺激伪迹电信号的处理窗口t
n
；或：原始生物电信号的处理窗口t
n
设置的模板为第一路刺激伪迹电信号的处理窗口t
n
及其前若干连续窗口t
n
‑1、t
n
‑2…
；或：原始生物电信号的处理窗口t
n
设置的模板为若干路刺激伪迹电信号的处理窗口t
n
及每一路刺激伪迹电信号的处理窗口t
n
对应的前若干连续窗口t
n
‑1、t
n
‑2…
；实现模板数量扩充。
[0013]优选地，所述步骤S4中，屏蔽过程通过采样保持法实现。
[0014]优选地，所述步骤S5中，原始生物电信号为诱发的生物电信号以及刺激伪迹电信号的混合电信号。从原始生物电信号中去除刺激伪迹模板分量，计算包括第一路原始生物电信号依次去除第二路及其前几个连续窗口的刺激伪迹信号的分量。
[0015]一种在磁电刺激下检测诱发生物电信号的系统，用于实现以上任一所述的一种在磁电刺激下检测诱发生物电信号的方法，包括：生物电信号探测器，用于在磁电刺激时从探测电极处采集原始生物电信号与刺激伪迹电信号。
[0016]存储器，用于存储生物电信号探测器采集到的原始生物电信号和刺激伪迹电信号。
[0017]处理器，用于分割原始生物电信号与刺激伪迹电信号，并从原始生物电信号中消除刺激伪迹模板分量，计算余量，即提取诱发的生物电信号。
[0018]优选地，所述生物电信号探测器包括电刺激点、一个第一探测通道与至少一个第
二探测通道，电刺激点用于通过超阈值电刺激的方式刺激目标神经，第一探测通道接第一探测电极对，第二探测通道接第二探测电极对，第一探测通道用于探测刺激伪迹与诱发的生物电信号混合的原始生物电信号，第二探测通道用于探测刺激伪迹。
[0019]有益效果：本专利技术通过同时采集原始生物电信号和刺激伪迹电信号，在第二探测位点采集的刺激伪迹电信号与第一探测位点采集的原始生物电信号是同步更新的，能够有效地避免因刺激伪迹突变导致的模板失配问题，获取高精度的诱发的生物电信号。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的方法流程图；图2为本专利技术中一路原始生物电信号和一路刺激伪迹电信号的示意图；图3为一路原始生物电信号和一路刺激伪迹电信号的处理窗口示意图；图4为一路原始生物电信号的处理窗口模板示意图；图5为原始生物电信号的一个处理窗口及其对应的模板屏蔽脉冲阶段的示意图；图6给出了原始生物电信号的一个处理窗口依次去除3个模板后得到诱发的生物电信号的示意图；图7为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在磁电刺激下检测诱发生物电信号的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：探测至少两路电信号，其中一路为原始生物电信号通道，用于采集刺激目标神经时，目标神经反馈的原始生物电信号，至少其中一路为刺激伪迹电信号通道，用于采集刺激目标神经时，目标神经周围的刺激伪迹电信号；步骤S2：截取每路信号的处理窗口，处理窗口分别为t1、t2、
…
、t
n
；步骤S3：对原始生物电信号的每个处理窗口设置模板：针对原始生物电信号的每个处理窗口，选取至少一个刺激伪迹电信号的处理窗口作为原始生物电信号的模板；步骤S4：屏蔽每路信号的脉冲阶段；对原始生物电信号的每个处理窗口及其对应的模板进行脉冲阶段的屏蔽，脉冲与刺激波形高度相关，屏蔽部分对应到刺激起始至刺激结束；步骤S5：从原始生物电信号中去除刺激伪迹模板分量，留下的余量即诱发的生物电信号。2.根据权利要求1所述的一种在磁电刺激下检测诱发生物电信号的方法，其特征在于：所述步骤S1中，探测至少两路电信号包括：确定原始生物电信号通道的第一探测位点与刺激伪迹电信号通道的第二探测位点，第一探测位点设在目标肌肉上，第二探测位点设在目标肌肉附近的骨突出上。3.根据权利要求2所述的一种在磁电刺激下检测诱发生物电信号的方法，其特征在于：所述第二探测位点靠近第一探测位点，且同时不在诱发生物电信号的传导通路上。4.根据权利要求1所述的一种在磁电刺激下检测诱发生物电信号的方法，其特征在于：所述步骤S1中，刺激目标神经采用超阈值电刺激的方式，得到的原始生物电信号和刺激伪迹电信号均为超阈值信号。5.根据权利要求1所述的一种在磁电刺激下检测诱发生物电信号的方法，其特征在于：所述步骤S2中，每路信号的处理窗口分割皆以对应的刺激起始点为开始，在连续刺激中以下一次刺激的起始点为结束，在单次刺激中以刺激起始点后的固定时长为结束。6.根据权利要求5所述的一种在磁电刺激下检测诱发生物电信号的方法，其特征在于：所述步骤S3中，模板的选取数量至少1个；原始生物电信号的处理窗口t
n
设置的模板为第一路刺激伪迹电信号的处理窗口t
...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕正扬，马掌印，范璐，李苗，李高峰，
申请(专利权)人：南京麦澜德医疗科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：