CN103445789A

CN103445789A - 实验用癫痫监测系统

Info

Publication number: CN103445789A
Application number: CN2013104096812A
Authority: CN
Inventors: 鲁艺; 钟成; 王立平
Original assignee: Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Current assignee: Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Priority date: 2013-09-09
Filing date: 2013-09-09
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2033-09-09
Also published as: CN103445789B

Abstract

一种实验用癫痫监测系统，包括重力感应模块、数据采集模块、分析模块及存储模块；所述重力感应模块用于实时测量动物实验对象运动的重力参数变化；所述数据采集模块与所述重力感应模块通信连接，用于实时采集所述重力参数变化；所述分析模块与所述数据采集模块通信连接，用于实时分析处理所述重力参数变化信息，以得到动物实验对象的运动情况；所述存储模块与所述分析模块通信连接，当所述重力参数变化达到预设的阈值时，所述分析模块判定癫痫发作，所述存储模块记录癫痫发作时经所述分析模块分析处理所得的动物实验对象的运动情况。上述实验用癫痫监测系统能够实现了对动物实验对象癫痫发作的实时监测。

Description

实验用癫痫监测系统

技术领域

本发明涉及医疗仪器领域，特别是涉及一种实验用癫痫监测系统。

背景技术

癫痫（Epilepsy）是大脑神经元突发性异常放电导致的大脑短暂功能障碍的一种慢性疾病。根据世界卫生组织（WHO）提供的最新数据，目前全球癫痫患者的数量已经约占总人口的1%，其中我国有近1000万。由于其发作频繁并且具有不可预知性，不仅严重影响患者的日常生活、学习和工作，甚至可能会危及生命，给患者、家庭和社会带来极大的压力。

目前，癫痫的主要治疗方法是使用抗癫痫药物来防止癫痫的临床发作，其作用机制主要是对神经元离子通道的抑制。虽然传统的抗癫痫药物治疗对许多患者具有一定的治疗效果，但是长期服用往往伴随着认知功能的损害（如记忆和注意缺陷等）以及其他中枢神经系统副作用（如精神运动速度异常、嗜睡、衰弱和头昏等）。即使如此，在全球范围内仍有30%左右的患者对药物治疗不敏感。对于这部分患者主要采用的是破坏性的疗法，如局部脑组织的切除或损毁。虽然外科手术能部分有效地控制癫痫发作，但是由于其创伤大，常伴有严重的并发症，并且人们目前对脑和神经的认识十分局限，稍有不慎就可能造成不可预知的后果，这些现状使得外科手术的临床应用受到很大限制。因此，亟需对于探索癫痫治疗的机制和发展新的治疗方法。

多年来，神经科学家们一直在利用动物模型对癫痫疾病的发生机理和治疗机制进行研究。在研究中通常采用的癫痫监测指标为电生理信号的变化。

传统的动物模型癫痫监测主要是通过认为的行为观察和评分，或者是电生理记录（如脑电信号和肌电信号等）实现的。尚无专门用于动物模型癫痫发作监测的装置。然而，由于癫痫的发作具有非常强的不可预知性，需要24小时监测。因此，通过行为观察和评分的方法需要耗费大量的人力和时间，可操作性不强。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够实时监测癫痫的发作的实验用癫痫监测系统。

一种实验用癫痫监测系统，包括：

重力感应模块，用于实时测量动物实验对象运动的重力参数变化；

数据采集模块，与所述重力感应模块通信连接，用于实时采集所述重力参数变化；

分析模块，与所述数据采集模块通信连接，用于实时分析处理所述重力参数变化信息，以得到动物实验对象的运动情况；及

存储模块，与所述分析模块通信连接，当所述重力参数变化达到预设的阈值时，所述分析模块判定癫痫发作，所述存储模块记录癫痫发作时经所述分析模块分析处理所得的动物实验对象的运动情况。

在其中一个实施例中，所述重力感应模块包括底座、重力感应器及托盘，所述托盘设置于所述底座上，所述动物实验对象放置于所述托盘内，所述重力感应器设置于所述托盘的底部，所述重力感应器用于实时测量所述托盘振动的幅度及频率，以通过所述托盘振动的幅度及频率得到所述动物实验对象运动的重力参数变化。

在其中一个实施例中，所述托盘由不锈钢材料制成。

在其中一个实施例中，所述托盘的底部为不透明材料制成。

在其中一个实施例中，所述重力感应器为1个或3个以上。

在其中一个实施例中，还包括报警模块，所述报警模块与所述分析模块通信连接，当所述重力参数变化达到预设的阈值时，所述分析模块判定癫痫发作，并控制所述报警模块发出警报。

在其中一个实施例中，所述报警模块为指示灯和/或喇叭。

在其中一个实施例中，所述报警模块包括无线收发单元及无线终端单元，所述无线收发单元与所述无线终端单元通信连接，当所述重力参数变化达到预设的阈值时，所述分析模块判定癫痫发作，并控制所述无线收发单元发出控制信号，所述无线终端单元接收所述控制信号并发出警报。

在其中一个实施例中，还包括电源模块，所述电源模块用于对所述重力感应模块、所述数据采集模块及所述分析模块进行供电。

在其中一个实施例中，所述电源模块为直流电源、一次电源、二次电源或射频供电装置中的一种或多种。

上述实验用癫痫监测系统，与传统的实验用癫痫监测系统相比，至少具有以下优点：

首先，上述实验用癫痫监测系统，通过重力感应模块实时测量动物实验对象运动的重力参数变化，通过分析模块实时分析处理所述重力参数变化信息，以得到动物实验对象的运动情况。并且当重力参数变化达到预设的阈值时，分析模块自动判定癫痫发作，由存储模块记录癫痫发作时经分析模块分析处理所得的动物实验对象的运动情况，实现了对动物实验对象癫痫发作的实时监测，为癫痫疾病的发生机理和治疗机制提供重要相关的数据。

此外，上述实验用癫痫监测系统，其对动物实验对象的运动状态进行自动测量及分析，取代了传统的由研究人员对动物实验对象的运动状态进行评估和测量的手段，避免了在测量或分析过程中，受限于人们观察的角度及主观因素而导致的误差，提高了分析结果的精确性。

最后，上述实验用癫痫监测系统的结果较为简单，成本较低。

附图说明

图1为本发明较佳实施例中的实验用癫痫监测系统的模块图；

图2为图1所示实验用癫痫监测系统中重力感应模块的结构图；

图3为图1所示实验用癫痫监测系统中重力感应模块另一角度的结构图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本发明较佳实施例中的实验用癫痫监测系统100，包括重力感应模块110、数据采集模块120、分析模块130、存储模块140、报警模块150及电源模块160。

重力感应模块110用于实时测量动物实验对象运动的重力参数变化。请一并参阅图2，重力感应模块110包括底座112、重力感应器114及托盘116。数据采集模块120、分析模块130、报警模块150及电源模块160等均可以集成于底座112中。

托盘116大致为封闭式结构。托盘116由不锈钢材料制成。托盘116设置于底座112上，动物实验对象放置于托盘116上，重力感应器114设置于托盘116的底部，重力感应器114用于实时测量托盘116振动的幅度及频率，通过托盘116振动的幅度及频率得到动物实验对象运动的重力参数变化。

可以理解，托盘116也可由其它材料制成，不限于不锈钢材料。此外，需要指出的是，托盘116的底部需要由不透明材料制成。

动物实验对象一般为实验用的小白鼠，也可以为家兔、猴等。将动物实验对象放置于封闭的托盘116内，从而限制其活动范围。由于对于癫痫疾病来说，发作期较为明显的标志是身体的抽搐行为。由于抽搐行为与正常的行为具有很大的差别，对于动物实验对象而言，其抽搐会带动托盘116进行一定幅度的晃动，因此可以通过托盘116的振动的幅度及频率等参数来得到动物实验对象运动的重力参数变化情况，进而对动物实验对象是否处于癫痫发作状态进行区分。

数据采集模块120与重力感应模块110通信连接。具体的，重力感应器114实时测量托盘116振动的幅度及频率，以得到动物实验对象运动的重力参数变化，并通过数据采集模块120进行实时采集。

重力感应器114可为1个或3个以上，当重力感应器114为一个时，其设置于托盘116底部的中心位置。当重力感应器114为3个以上时，请一并参阅图3，重力感应器114设置于托盘116的底部，并以托盘116的中心为对称点，呈中心对称分布。

分析模块130具体可为中央处理器。分析模块130与数据采集模块120通信连接，用于实时分析处理重力参数变化，以得到动物实验对象的运动情况。当重力参数变化达到预设的阈值时，分析模块130判定癫痫发作。分析模块130可以预先测定一定样本量的被测动物在癫痫发作期的重力参数变化，由此设定一个较为准确的阈值。

具体的，分析模块130对重力感应模块110所测得的托盘116的振动的幅度及频率进行分析处理，对托盘116振动的幅度及频率均设有一个阈值，当托盘116振动的幅度及频率均达到阈值时，则判定癫痫发作。

当重力感应器114可为3个以上时，分析模块130同时记录多个重力感应器114之间的重力参数变化，并通过计算力矩变化得到被测动物的运动情况。

存储模块140与分析模块130通信连接。当重力参数变化达到预设的阈值时，分析模块130判定癫痫发作，存储模块140记录癫痫发作时经分析模块130分析处理所得的动物实验对象的运动情况。

具体在本实施例中，存储模块140可为计算机，计算机可对癫痫发作时的动物实验对象的运动情况进行存储并进行进一步的分析处理，同时，存储模块140也可对分析模块130处理过的动物实验对象的运动情况进行实时存储，以对癫痫疾病的发生机理和治疗机制进行研究。

报警模块150与分析模块130通信连接。报警模块150用于在动物实验对象癫痫发作时发出信号指示。当重力参数变化达到预设的阈值时，分析模块130判定癫痫发作，并控制报警模块150发出警报。

具体在本实施例中，报警模块150包括无线收发单元及无线终端单元，无线收发单元与无线终端单元通信连接。当重力参数变化达到预设的阈值时，分析模块130判定癫痫发作，并控制无线收发单元发出控制信号，无线终端单元接收控制信号并发出警报。

无线终端单元可为笔记本电脑、手机或PDA等装置，研究人员可以对其进行随身携带。在动物实验对象癫痫发作时，通过无线收发单元对无线终端单元发出控制信号，无线终端单元接收控制信号并发出警报，以及时对研究人员进行提示。

可以理解，上述报警模块150还可以为指示灯或喇叭等。在动物实验对象癫痫发作时，报警模块150发出光信号和/或声音信号，以对研究人员进行提示。

电源模块160用于对重力感应模块110、数据采集模块120及分析模块130进行供电。电源模块160为直流电源、一次电源、二次电源或射频供电装置中的一种或多种。

上述实验用癫痫监测系统100，与传统的实验用癫痫监测系统相比，至少具有以下优点：

首先，上述实验用癫痫监测系统100，通过重力感应模块110实时测量动物实验对象运动的重力参数变化，通过分析模块130实时分析处理所述重力参数变化信息，以得到动物实验对象的运动情况。并且当重力参数变化达到预设的阈值时，分析模块130自动判定癫痫发作，由存储模块140记录癫痫发作时经分析模块130分析处理所得的动物实验对象的运动情况，实现了对动物实验对象癫痫发作的实时监测，为癫痫疾病的发生机理和治疗机制提供相关的数据。

此外，上述实验用癫痫监测系统100，其对动物实验对象的运动状态进行自动测量及分析，取代了传统的由研究人员对动物实验对象的运动状态进行评估和测量的手段，避免了在测量或分析过程中，受限于人们观察的角度及主观因素而导致的误差，提高了分析结果的精确性。

最后，上述实验用癫痫监测系统100的结果较为简单，成本较低。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种实验用癫痫监测系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的实验用癫痫监测系统，其特征在于，所述重力感应模块包括底座、重力感应器及托盘，所述托盘设置于所述底座上，所述动物实验对象放置于所述托盘内，所述重力感应器设置于所述托盘的底部，所述重力感应器用于实时测量所述托盘振动的幅度及频率，以通过所述托盘振动的幅度及频率得到所述动物实验对象运动的重力参数变化。

3.根据权利要求2所述的实验用癫痫监测系统，其特征在于，所述托盘由不锈钢材料制成。

4.根据权利要求2所述的实验用癫痫监测系统，其特征在于，所述托盘的底部为不透明材料制成。

5.根据权利要求2所述的实验用癫痫监测系统，其特征在于，所述重力感应器为1个或3个以上。

6.根据权利要求1所述的实验用癫痫监测系统，其特征在于，还包括报警模块，所述报警模块与所述分析模块通信连接，当所述重力参数变化达到预设的阈值时，所述分析模块判定癫痫发作，并控制所述报警模块发出警报。

7.根据权利要求6所述的实验用癫痫监测系统，其特征在于，所述报警模块为指示灯和/或喇叭。

8.根据权利要求6所述的实验用癫痫监测系统，其特征在于，所述报警模块包括无线收发单元及无线终端单元，所述无线收发单元与所述无线终端单元通信连接，当所述重力参数变化达到预设的阈值时，所述分析模块判定癫痫发作，并控制所述无线收发单元发出控制信号，所述无线终端单元接收所述控制信号并发出警报。

9.根据权利要求1所述的实验用癫痫监测系统，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块用于对所述重力感应模块、所述数据采集模块及所述分析模块进行供电。

10.根据权利要求9所述的实验用癫痫监测系统，其特征在于，所述电源模块为直流电源、一次电源、二次电源或射频供电装置中的一种或多种。