CN100341462C - 双耳交替刺激的脑干听觉诱发电位描记装置 - Google Patents
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Abstract
一种双耳交替刺激的脑干听觉诱发电位描记装置，由计算机、触发脉冲发生器及两路单耳测试处理单元按一定方式联结和扩展，计算机控制触发脉冲发生器产生间隔为40ms的触发脉冲，分两路施加给脉冲刺激发生器，再通过声刺激发生器发出一定形式的声刺激。交叉放置在本侧乳突及对侧太阳穴的两对电极对将激励后的脑干响应信号引出，经放大器放大及A/D转换后送给算术平均计算机进行处理。两路测量通道以相同原理同时工作，但其中一路在触发脉冲发生器与脉冲刺激发生器之间连接了一个脉冲延迟器，使触发脉冲被延迟20ms。本发明通过两路信号交替刺激，可同时测量双耳的脑干诱发电位，解决了检测时间与检测精度之间的矛盾，成本低廉，结构简单。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种脑干听觉诱发电位描记装置，特别是一种兼顾精度与测量效率的双耳交替刺激的脑干听觉诱发电位描记装置，属于医疗器械技术领域。
背景技术
脑干响应反映的是相应感觉通路及皮层神经元群的活动，因而对于评价疑难病症的听力阈值以及耳疾和脑干病变的定位诊断有极高的准确性，特别是其峰值潜伏期在听神经瘤的诊断方面，提供了客观而可靠的依据。由于心电、脑电、肌电以及体外环境的干扰，从头皮引出的测量信号有90％是其他神经元的信号成分，只有10％来自于听神经元系统，亦即信号被“淹没”在强大的背景噪声中。其信噪比为1∶50，必须经计算机用统计方法获取，常用的是叠加平均技术。由于脑干电信号具有一定的模式，在相同的刺激下可得到相似的反应，而背景噪声则无时间锁定，是随机的、不可重复的，经多次叠加平均可使之正负抵消，从而消除随机成分，将微弱信号从背景噪声中检测出来。为此，计算机上显示的不仅是单个脉冲，而且是一连串的脉冲序列，并且每一个作用于刺激的信号段都在计算机上同步读出。而获取脑干响应取决于两个因素：重复刺激频率与刺激次数。重复刺激频率受诱发出响应后恢复时间的限制，其取值范围一般为10-25次/秒，即间隔Tmin＝40ms。刺激次数因医疗成本以及患者尤其是小孩子不能长时间静止不动的缘故，不能太多，一般在1000次～2000次之间，超过2500次则容易引起受试者疲劳，一般不采用。若对双侧耳朵先后进行测试，则测试时间更长，有时要几个小时才能完成。
随着听觉生理基本理论的研究和电子计算机叠加平均技术的迅速发展，促使脑干响应测试从实验室过渡到临床应用阶段，成为耳科领域内具有应用前途和重要意义的检查方法。传统的单耳检测方法检测时间长，易造成病人疲劳，影响检测精度，已不能满足实际操作的需要。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种双耳交替刺激的脑干听觉诱发电位描记装置，可同时测量双耳的脑干诱发电位，缩短测试时间，提高效率，而无需增加激励次数，也不必提高重复频率即减小刺激间隔。
为实现这一目的，本发明设计的装置由计算机、触发脉冲发生器及两路单耳测试处理单元按一定方式联结和扩展，计算机控制触发脉冲发生器产生间隔为40ms的触发脉冲，分两路施加给脉冲刺激发生器，脉冲刺激发生器再通过声刺激发生器发出一定形式的声刺激。交叉放置在本侧乳突及对侧太阳穴的两对电极对将激励后的脑干响应信号引出，经放大器放大及A/D转换后送给算术平均计算机进行处理。两路测量通道以相同原理同时工作，但其中一路在触发脉冲发生器与脉冲刺激发生器之间连接了一个脉冲延迟器，使触发脉冲被延迟20ms。通过两路信号交替刺激，可同时测量双耳的脑干诱发电位。
本发明的双耳交替刺激脑干听觉诱发电位描记装置具体结构主要包括计算机，触发脉冲发生器，脉冲延迟器，两个脉冲刺激发生器，左右两对电极，左右两个声刺激发生器，以及两套均由放大器、A/D转换器、算术平均计算机构成的信号处理单元。
计算机通过RS232接口连接触发脉冲发生器的输入端，触发脉冲发生器的输出端分为两路，其中一路直接通过一个脉冲刺激发生器连接到左侧声刺激发生器，另一路则先经脉冲延迟器，再通过另一个脉冲刺激发生器连接到右侧声刺激发生器，左右两侧声刺激发生器以耳机的形式戴在受试者的两耳上。左右两对电极对的引出线分别各自通过一个放大器、A/D转换器和算术平均计算机，连接到计算机的USB接口。每对电极对中的两个电极交叉放置，分别放在受试者的本侧乳突及对侧太阳穴，两对电极的轴线相互垂直。
本发明装置所采用的方法是双耳分时交替刺激，所花费时间是传统单耳依次刺激的一半，即等于传统检测一个耳朵的时间。工作时，计算机通过RS232控制触发脉冲发生器对脉冲刺激发生器发出两路完全一样的触发脉冲，其中一路经过脉冲延迟器。以左路信号为例，脉冲刺激发生器接收到触发脉冲后，发出刺激脉冲到达左侧声刺激发生器，然后通过左侧声刺激发生器对左耳发出声刺激，脑干对左耳的声刺激响应发生在声刺激的10ms之内。这时左电极对的脑干电压经过放大器、A/D转换后送到算数平均计算机，最后经过计算机的USB接口到达计算机，由计算机将采集的数据保存待以后处理。
本发明中，计算机控制触发脉冲发生器发出的触发脉冲周期为T≥40ms，所述脉冲延迟器的延时期为T/2。当T＝40ms，其中一路经脉冲延迟器延时20ms，这样左右耳的声刺激也相差20ms。脑干电响应发生在声刺激后的10ms之内，此后的30ms为诱发反应后的休息时间，以使神经元恢复。20ms后对侧耳朵的声刺激发生，脑干电响应发生在此后的10ms内，此时同侧耳朵正处于恢复期，不会被诱发。这样，通过交替刺激，可获得两耳的脑干电位，相继到达两耳的声刺激脉冲具有大致相同的振幅，但相位不同。由此在传统方法检测单侧耳朵的脑干诱发电位的一个周期内，本发明装置完成了双耳的脑干诱发电位的检测与采集。
在实际使用中40ms的采集周期完全能满足实验精度的需要，并可明显缩短测试时间，提高效率，而无需增加激励次数，也不必提高重复频率即减小刺激间隔。
本发明通过两路信号交替刺激，可同时测量双耳的脑干诱发电位，解决了检测时间与检测精度之间的矛盾，成本低廉，结构简单。
附图说明
图1为本发明双耳交替刺激脑干听觉诱发电位描记装置的结构框图。
图2是本发明中两对电极对的安放位置示意图。
图3是双耳交替刺激波形及时序图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施作进一步描述。
本发明双耳交替刺激脑干听觉诱发电位描记装置的结构框图如图1所示，由计算机、触发脉冲发生器及两路单耳测试处理单元按一定方式联结和扩展，主要包括：计算机，触发脉冲发生器，脉冲延迟器，两个脉冲刺激发生器，左右两对电极，左右两个声刺激发生器，以及两个放大器、两个A/D转换器、两个算术平均计算机。
计算机通过RS232接口连接触发脉冲发生器的输入端，触发脉冲发生器的输出端分为两路，其中一路直接通过一个脉冲刺激发生器连接到左侧声刺激发生器，另一路则先经脉冲延迟器，再通过另一个脉冲刺激发生器连接到右侧声刺激发生器，左右两侧声刺激发生器以耳机的形式戴在受试者的两耳上。左右两对电极对的引出线分别各自通过一个放大器、A/D转换器和算术平均计算机，连接到计算机的USB接口。
每对电极对中的两个电极交叉放置，分别放在受试者的本侧乳突及对侧太阳穴。
图2是本发明中两对电极对的安放位置示意图。如图2所示，每对电极对中的两个电极交叉放置，分别放在受试者的本侧乳突及对侧太阳穴。即：左电极对中的一个电极置于受试者左侧乳突，另一电极放在右侧太阳穴，右电极对中的一个电极置于受试者右侧乳突，另一电极放在左侧太阳穴，两对电极的轴线相互垂直。左右两对电极的引出线分别连接到各自的放大器。
本发明双耳交替刺激脑干听觉诱发电位描记装置工作时，计算机通过RS232控制触发脉冲发生器对脉冲刺激发生器发出触发脉冲，触发脉冲分为两路，其中一路经过脉冲延迟器。除此以外，两路信号是完全一样的，以左路的信号为例，脉冲刺激发生器接收到触发脉冲后，发出刺激脉冲到达左侧声刺激发生器，然后通过左侧声刺激发生器对左耳发出声刺激，脑干对左耳的声刺激响应发生在声刺激的10ms之内。这时左电极对的脑干电压经过放大器、A/D转换后送到算数平均计算机，最后经过计算机的USB接口到达计算机，由计算机将采集的数据保存待以后处理。右路信号流程与此类似。
本发明中，计算机通过RS232控制触发脉冲发生器，对脉冲刺激发生器发出周期为T＝40ms的触发脉冲，其中一路经过脉冲延迟器，延时20ms，这样到达双耳脉冲刺激发生器的触发脉冲相差20ms。因此，左右耳的声刺激也相差20ms。脑干电响应发生在声刺激后的10ms之内，此后的30ms为诱发反应后的休息时间，以使神经元恢复。20ms后对侧耳朵的声刺激发生，脑干电响应发生在此后的10ms内，此时同侧耳朵正处于恢复期，不会被诱发。这样，通过交替刺激，可获得两耳的脑干电位，而使时间缩短为原来的1/2。对每侧耳朵来说，虽然两路声刺激脉冲是同时发出的，但其中一路经过了脉冲延迟，使得一个脉冲总是先到达某一侧，另外脉冲再到达另一侧。相继到达两耳的声刺激脉冲具有大致相同的振幅，但相位不同。
本发明中测试电极对安放时，一电极置于同侧乳突，另一引出电极不是放在颅顶，而是交叉放在对侧太阳穴。两对电极的轴线相互垂直。由正交回归方法可以证明：这样可使得相互之间的干扰达到最小。由电极引出的左右两耳的反应信号分别由放大器放大，再经过计算机叠加、平均，然后送显示或打印。这样就获得了双耳的脑干电位波形。
如上所述，本发明在传统方法检测单侧耳朵的脑干诱发电位的一个周期内，完成了双耳的脑干诱发电位的检测与采集。图3为当测试周期T等于40ms的时候，双耳交替刺激采集的波形以及时序图，其中同一耳刺激间隔相差40ms，两耳刺激间隔为20ms，相继到达两耳的声刺激脉冲具有大致相同的振幅，但相位不同。
Claims (3)
1、一种双耳交替刺激的脑干听觉诱发电位描记装置，其特征在于由计算机、触发脉冲发生器及两路单耳测试处理单元构成，计算机通过RS232接口连接触发脉冲发生器的输入端，触发脉冲发生器的输出端分为两路，其中一路直接通过一个脉冲刺激发生器连接到左侧声刺激发生器，另一路则先经脉冲延迟器，再通过另一个脉冲刺激发生器连接到右侧声刺激发生器，左右两对电极对各有一对电极引出线，两对电极引出线分别各自通过一个放大器、A/D转换器和算术平均计算机，连接到计算机的USB接口，两对电极的轴线相互垂直。
2、根据权利要求1的双耳交替刺激的脑干听觉诱发电位描记装置，其特征在于所述左右两对电极对中的每对电极交叉放置在受试者的本侧乳突及对侧太阳穴。
3、根据权利要求1的双耳交替刺激的脑干听觉诱发电位描记装置，其特征在于所述脉冲触发发生器发出的触发脉冲周期为T＝40ms，所述脉冲延迟器的延时为20ms。
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