【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及脑电信号，具体涉及一种脊髓电信号采集装置、方法和系统。
技术介绍
1、脊髓电刺激是指通过传导电极向脊髓施加特定参数(直流或交流，频率，脉宽，幅值)的电信号，以实现调控脊髓神经传导的目的。脊髓电刺激需要与患者的感觉症状、以及对应部位肌肉活动进行配对(mapping)测试，以实现精准运动调控，实现功能“重塑”。不论是电生理信号的记录还是人为施加电刺激信号，都需要实现精准定位。
2、现有神经电生理技术多采用记录外周肌肉及神经的方式，利用电极针扎入所记录部位的皮肤或肌肉，所记录信号包括肌电信号、神经传导速度、运动诱发电位等，广泛应用于脑及脊髓手术监测、神经损伤诊断等临床场景。脑电记录可通过体外贴附的电极阵列实现实时记录，在癫痫等脑功能性疾病中具有重要地位。不过，这种方式记录数据较粗糙，且难以与特定解剖结构相对应。
3、此外，在基础研究过程中还能够采用在体原位神经记录的方式，记录特定神经传导束、甚至单神经元，以判断特定神经纤维及神经元的电信号。然而，这种在体原位电生理记录的方法需要依靠所研究对象的脊髓解剖图谱进行经验性尝试，并不精准，并且仅适用于目前放电模式显著的几种特定神经元，比如广动力背角神经元、脊髓腹侧运动神经元等，受所研究对象的体重、尺寸、年龄、物种、性别等因素影响巨大。
技术实现思路
1、为此，本专利技术提供一种脊髓电信号采集装置、方法和系统，旨在解决现有技术中无法针对电生理信号或电刺激信号进行精准定位和记录的技术问题。
2、为实现
3、依据本专利技术第一方面，本专利技术提供一种脊髓电信号采集装置，所述脊髓电信号采集装置包括：体原位记录电极支架和电生理记录分析平台；
4、所述体原位记录电极支架包括固定部件、连接部件和电极部件；
5、所述固定部件用于将所述体原位记录电极支架固定到椎骨上；
6、所述电极部件包括电极固定板、记录针状电极和连接导线；
7、所述连接部件用于固定连接所述固定部件和电极固定板；
8、所述电极固定板上布有多个电极螺孔；所述记录针状电极穿过所述电极螺孔插入脊髓，并于所述电极固定板固定连接，用于进行电信号采集和/或脊髓电刺激；所述连接导线用于通讯连接所述记录针状电极和所述电生理记录分析平台；所述电生理记录分析平台用于获取和/或分析采集的电信号数据。
9、可选地，所述固定部件包括双侧的固定螺钉和固定螺孔；
10、在任一侧，所述固定螺钉穿过所述固定螺孔固定到椎骨上；
11、所述连接部件包括双侧的连接装置；
12、在任一侧，所述连接装置固定连接对应侧的固定部件和所述电极固定板。
13、可选地，所述记录针状电极包括记录电极杆、记录电极头端、固定螺头、螺塞、卡紧装置；
14、所述螺塞位于所述固定螺头下方，与所述固定螺头相对固定连接，并与所述电极固定板上的电极螺孔相适配，使所述记录针状电极固定于所述电极螺孔；
15、所述固定螺头、螺塞均布有中心孔，所述记录电极杆穿过中心孔，使所述记录电极杆与所述固定螺头及螺塞之间可相对上下移动；
16、所述记录电极杆外附绝缘涂层，表面布有刻度线，所述刻度线用于确定穿入深度；所述记录电极头端位于所述记录电极杆最下端，未附绝缘涂层；
17、所述卡紧装置位于所述固定螺头，用于将所述记录电极杆卡紧固定在特定深度；
18、所述记录电极杆上方连有所述连接导线。
19、依据本专利技术第二方面，本专利技术提供一种脊髓电信号采集方法，所述方法包括：
20、将如本专利技术第一方面任一项所述的体原位记录电极支架固定在目标记录节段的椎骨上；
21、对目标记录节段脊柱进行ct扫描和/或mri核磁共振扫描，以获取所述目标记录节段脊柱的影像数据，结合有限元仿真模拟技术构建脊柱脊髓仿真模型；
22、确定目标脊髓靶区对应的目标电极螺孔和电极深度，使针状记录电极穿过所述目标电极螺孔置入所述电极深度；
23、利用所述针状记录电极进行脊髓电刺激和/或电信号采集，利用如本专利技术第一方面任一项所述的电生理记录分析平台获取和/或分析采集的电信号数据；
24、基于所述脊柱脊髓仿真模型，利用所述有限元仿真分析方法模拟电刺激分布，并利用所述电信号数据进行验证，得到模拟脊髓内部各纤维束及核团的电信号传递过程。
25、可选地，所述将如本专利技术第一方面任一项所述的体原位记录电极支架固定在目标记录节段的椎骨上之前，所述方法还包括：
26、确定目标记录对象及所述目标记录节段，根据所述目标记录阶段确定支架尺寸；
27、基于所述支架尺寸，利用3d打印技术制备如权利要求1～3任一项所述的体原位记录电极支架；
28、其中，所述体原位记录电极支架为刚性非导体材料。
29、可选地，所述方法还包括：利用所述有限元仿真分析方法模拟电刺激分布图，具体包括：
30、基于脊柱脊髓仿真模型预设边界条件；所述预设边界条件骨质、脑脊液、脊髓灰质以及白质组织的介电特性中至少之一；
31、基于所述脊髓电刺激的参数和所述边界条件，计算所施加在脊髓表面及内部各位置的电流及电场分布；
32、利用所述有限元仿真分析方法模拟脊髓内部各纤维束及核团的电信号传递过程。
33、可选地，所述方法还包括：
34、利用记录针状电极分布在脊髓硬膜表面的探头可记录局部的电阻抗及电场强度，以校正所述脊柱脊髓仿真模型。
35、可选地，所述椎体症状类型，包括：
36、利用针状记录电极采集连续时间段内各个电极处的电场强度，并确定利用有限元仿真分析方法模拟的各个电极处的电场强度，得到同一部位的电场强度差异；
37、构建基于神经网络的症状分类模型，输入信号参数，得到椎体症状的类型；
38、其中，所述信号参数包括电场强度差异、电场强度序列、以及观测部位的肌电信号。
39、可选地，所述方法包括：
40、针对每一椎体症状类型预先设定对应的电刺激调整参数，可以按照所述电刺激调整参数依次施加电刺激；
41、在电刺激过程中按照预设周期阶段，确定椎体症状类型，根据更新后的椎体症状类型调整电刺激调整参数，如此循环直至椎体症状类型为无症状。
42、依据本专利技术第三方面，本专利技术提供一种脊髓电信号采集系统，所述脊髓电信号采集系统包括如本专利技术第一方面任一项所述的脊髓电信号采集装置，还包括：
43、支架固定模块，用于将如本专利技术第一方面任一项所述的体原位记录电极支架固定在目标记录节段的椎骨上；
44、数据获取模块，用于对目标记录节段脊柱进行ct扫描和/或mri核磁共振扫描，以获取所述目标记录节段脊柱的影像数据，结合有限元仿真模拟技术构建脊柱脊髓仿真模型；
45、电极置入模块，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种脊髓电信号采集装置，其特征在于，所述脊髓电信号采集装置包括：体原位记录电极支架和电生理记录分析平台；
2.根据权利要求1所述的脊髓电信号采集装置，其特征在于，所述固定部件包括双侧的固定螺钉和固定螺孔；
3.根据权利要求1所述的脊髓电信号采集装置，其特征在于，所述记录针状电极包括记录电极杆、记录电极头端、固定螺头、螺塞、卡紧装置；
4.一种脊髓电信号采集方法，其特征在于，所述方法包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将如权利要求1～3任一项所述的体原位记录电极支架固定在目标记录节段的椎骨上之前，所述方法还包括：
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：利用所述有限元仿真分析方法模拟电刺激分布图，具体包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
10.一种脊髓电信号采集系统，其特征在于，所述脊髓电
...【技术特征摘要】
1.一种脊髓电信号采集装置，其特征在于，所述脊髓电信号采集装置包括：体原位记录电极支架和电生理记录分析平台；
2.根据权利要求1所述的脊髓电信号采集装置，其特征在于，所述固定部件包括双侧的固定螺钉和固定螺孔；
3.根据权利要求1所述的脊髓电信号采集装置，其特征在于，所述记录针状电极包括记录电极杆、记录电极头端、固定螺头、螺塞、卡紧装置；
4.一种脊髓电信号采集方法，其特征在于，所述方法包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将如权利要求1～3任一项所述的体原位记录电极...
【专利技术属性】
技术研发人员：段婉茹，刘芃昊，杨鑫，陈赞，马超，
申请(专利权)人：首都医科大学宣武医院，
类型：发明
国别省市：
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