CN108464829B - 一种用于评估外伤性脑部损伤的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了用于评估外伤性脑部损伤的方法和装置，所述方法包括：获取脑电信号、眼球运动的辐辏近点及血红蛋白的参数信息；如果患者出现脑出血，则根据所述血红蛋白的参数信息评估外伤性脑部损伤状态为严重；如果患者没有脑出血的状况，则判断所述眼球运动的辐辏近点是否大于预设值；如果是，则根据所述眼球运动的辐辏近点值评估外伤性脑部损伤状态为中度；如果否，则分析所述脑电信号，以及在分析所述脑电信号时将所述眼球运动产生的干扰信号进行预处理，得到第一脑电信号；分析所述第一脑电信号，以及根据所述第一脑电信号的分析结果确定患者的外伤性脑部损伤状态。本申请的评估方法及装置，使评估更加全面、准确。

Description

一种用于评估外伤性脑部损伤的方法及装置

技术领域

本申请涉及神经学评估技术领域，尤其涉及一种用于评估外伤性脑部损伤的方法及装置。

背景技术

脑部执行着人体内最复杂和实质性的过程，脑部组织受到外伤性损伤会形成不同的损害，如外伤导致的脑出血等，外伤性脑部损伤会破坏机体内外环境平衡，脑干功能受损。

基于检测和分析脑电活动的脑电图法技术被应用于外伤性脑部损伤的评估，人体组织细胞总在自发地不断产生这很微弱的生物电活动，利用在头皮上安装电极将细胞的电活动印出来并经放大后得到有一定波形、波幅、频率和相位的图形、曲线即脑电图；当脑组织受到外伤性损伤时，这种曲线也会发生相应的改变，从而对临床诊断和评估外伤性脑损伤提供依据。

由于脑电信号是一种极其微弱的生物电信号，在采集信号的过程中很容易出现干扰信号，如周围环境的影响，干扰信号的产生直接影响心脑电图得到的波形图的准确性，使波形产生突变，从而直接影响到医生对外伤性脑部损伤的评估和诊断。

发明内容

本申请提供了一种用于评估外伤性脑部损伤的方法及装置，以削弱干扰信号对评估结果的影响。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

第一方面，本申请提供了一种用于评估外伤性脑部损伤的方法，所述方法包括：

获取脑电信号、眼球运动的辐辏近点及血红蛋白的参数信息；

如果患者出现脑出血，则根据所述血红蛋白的参数信息评估外伤性脑部损伤状态为严重；

如果患者没有脑出血的状况，则判断所述眼球运动的辐辏近点是否大于预设值；

如果是，则根据所述眼球运动的辐辏近点值评估外伤性脑部损伤状态为中度；

如果否，则分析所述脑电信号，以及在分析所述脑电信号时将所述眼球运动产生的干扰信号进行预处理，得到第一脑电信号；

分析所述第一脑电信号，以及根据所述第一脑电信号的分析结果确定患者的外伤性脑部损伤状态。

优选地，所述在分析所述脑电信号时将所述眼球运动产生的干扰信号进行预处理，包括：

根据自适应阈值化方法去除脑电信号中由于眼球运动导致的干扰。

优选地，所述分析所述第一脑电信号，以及根据所述第一脑电信号的分析结果确定患者的外伤性脑部损伤状态，包括：

将所述第一脑电信号分段，每10段为一组，分别计算第一组脑电信号的方差和第二组脑电信号的平均值的差值，如果所述差值的绝对值大于第一预设值，则所述第一组脑电信号为噪声组；

在所述噪声组内，计算所述噪声组的均值与每一段脑电信号的差值；

如果所述差值大于第二预设值，则滤除所述脑电信号波段，得到所述第一脑电信号的波形图；

根据所述波形图的基线变化趋势，确定患者的外伤性脑部损伤状态。

优选地，根据所述波形图的基线变化趋势，确定患者的外伤性脑部损伤状态，包括：

如果所述波形图的基线变化趋势较大，则患者的外伤性脑部损伤状态为轻度；

如果所述波形图的基线变化趋势较小，则患者的外伤性脑部损伤状态可忽略不计。

优选地，如果患者出现脑出血，则根据所述血红蛋白的参数信息评估外伤性脑部损伤状态为严重，包括：

根据检测到的血红蛋白的状态为氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白、正铁血红蛋白或含铁血黄素，确定脑出血的时间；

根据脑出血时间，确定脑出血的分期。

第二方面，本申请提供一种用于评估外伤性脑部损伤的装置，包括：

获取模块，用于获取脑电信号、眼球运动的辐辏近点及血红蛋白的参数信息；

第一评估模块，用于如果患者出现脑出血，则根据所述血红蛋白的参数信息评估外伤性脑部损伤状态为严重；

判断模块，用于如果患者没有脑出血的状况，则判断所述眼球运动的辐辏近点是否大于预设值；

第二评估模块，用于如果是，则根据所述眼球运动的辐辏近点值评估外伤性脑部损伤状态为中度；

脑电信号分析模块，用于如果否，则分析所述脑电信号，以及在分析所述脑电信号时将所述眼球运动产生的干扰信号进行预处理，得到第一脑电信号；

第三评估模块，用于分析所述第一脑电信号，以及根据所述第一脑电信号的分析结果确定患者的外伤性脑部损伤状态。

优选地，所述脑电信号分析模块设置为自适应与之化计算模块，用于根据自适应阈值化方法去除脑电信号中由于眼球运动导致的干扰。

优选地，所述第三评估模块包括：

噪声组确定模块，用于将所述第一脑电信号分段，每10段为一组，分别计算第一组脑电信号的方差和第二组脑电信号的平均值的差值，如果所述差值的绝对值大于第一预设值，则所述第一组脑电信号为噪声组；

计算模块，用于在所述噪声组内，计算所述噪声组的均值与每一段脑电信号的差值；

滤除模块，用于如果所述差值大于第二预设值，则滤除所述脑电信号波段，得到所述第一脑电信号的波形图；

脑损伤确定模块，用于根据所述波形图的基线变化趋势，确定患者的外伤性脑部损伤状态。

优选地，所述脑损伤确定模块包括：

轻度损伤确定模块，用于如果所述波形图的基线变化趋势较大，则患者的外伤性脑部损伤状态为轻度；

无障碍确定模块，用于如果所述波形图的基线变化趋势较小，则患者的外伤性脑部损伤状态可忽略不计。

优选地，所述第一评估模块包括：

脑出血时间确定模块，用于根据检测到的血红蛋白的状态为氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白、正铁血红蛋白或含铁血黄素，确定脑出血的时间；

脑出血分期确定模块，用于根据脑出血时间，确定脑出血的分期。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供了一种用于评估外伤性脑部损伤的方法及装置，获取脑电信号、眼球运动的辐辏近点及血红蛋白的参数信息；如果患者出现脑出血，则根据所述血红蛋白的参数信息评估外伤性脑部损伤状态为严重；如果患者没有脑出血的状况，则判断所述眼球运动的辐辏近点是否大于预设值；如果是，则根据所述眼球运动的辐辏近点值评估外伤性脑部损伤状态为中度；如果否，则分析所述脑电信号，以及在分析所述脑电信号时将所述眼球运动产生的干扰信号进行预处理，得到第一脑电信号；分析所述第一脑电信号，以及根据所述第一脑电信号的分析结果确定患者的外伤性脑部损伤状态。本申请提供的评估方法，从重度、中度和轻度依次检测排除，优先排出脑出血情况，再通过眼球运动的辐辏近点确定是否出现脑震荡等中度损伤，最后通过分析脑电信号判断损伤情况。上述方法的检测更加全面和准确，防止遗漏，并且有助于医生根据评估结果进行进一步的诊断和治疗。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种用于评估外伤性脑部损伤的方法流程示意图；

图2为本申请提供的步骤S102流程示意图；

图3为本申请提供的步骤S106流程示意图；

图4为本申请提供的一种用于评估外伤性脑部损伤的装置结构示意图；

图5为本申请提供的第一评估模块结构示意图；

图6为本申请提供的第三评估模块结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

基于检测和分析脑电活动的脑电图法技术被应用于外伤性脑部损伤的评估，人体组织细胞总在自发地不断产生这很微弱的生物电活动，利用在头皮上安装电极将细胞的电活动印出来并经放大后得到有一定波形、波幅、频率和相位的图形、曲线即脑电图；当脑组织受到外伤性损伤时，这种曲线也会发生相应的改变，从而对临床诊断和评估外伤性脑损伤提供依据。

由于脑电信号是一种极其微弱的生物电信号，在采集信号的过程中很容易出现干扰信号，如周围环境的影响，干扰信号的产生直接影响心脑电图得到的波形图的准确性，使波形产生突变，从而直接影响到医生对外伤性脑部损伤的评估和诊断；具体地，无论还人体的移动、呼吸还是电极接触不良等情况都会造成脑电信号偏离原来的基线而产生便宜，即基线漂移，基线漂移是脑电信号测量中最主要的干扰之一。

基线漂移噪声对脑电信号的检测影响较大，在许多情况下其幅度之大以至于影响到系统的正常工作，医学研究表明眼球运动对基线漂移噪声的影响较大，而且，如果人体脑部受到外伤后，对眼球运动的辐辏近点会产生影响。

因此，本申请提供了一种用于评估外伤性脑部损伤的方法，本方法将眼球运动的辐辏近点作为评估标准，同时将眼球运动的影响作为干扰信号进行处理。具体参考图1，图1为本申请提供的一种用于评估外伤性脑部损伤的设备的方法流程示意图。

在步骤S101中，获取脑电信号、眼球运动的辐辏近点及血红蛋白的参数信息。

在获取脑电信号时，可通过将电极传感器放置在脑部进行检测，并将采集到的脑电信号发送至处理器中，眼球运动的辐辏近点可通过相应传感器进行检测，同时也可以通过医生辅助检测。

同时，为了判断是否产生外伤引起的脑出血，需要获取血红蛋白的参数信息，血红蛋白的参数信息可通过核磁共振检测获得。

在步骤S102中，如果患者出现脑出血，则根据所述血红蛋白的参数信息评估外伤性脑部损伤状态为严重。

本申请提供的评估方法从严重、中度到轻度依次排除的方法，因此，优先确定患者是否存在外伤导致的脑出血情况。如果存在脑出血情况，那么此次外伤性脑部损伤的状况比较严重，需要进一步确定脑出血的情况。

具体的参见图2，图2为本申请实施例提供的步骤S102流程示意图。

在步骤S1021中，根据检测到的血红蛋白的状态为氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白、正铁血红蛋白或含铁血黄素，确定脑出血的时间。

在步骤S1022中，根据脑出血时间，确定脑出血的分期。

脑出血的分期分为超急性期：出血后6小时内；急性期：出血后7～72小时；亚急性期：出血后3天～2周；亚急性早期：出血后3～6天；亚急性中期：出血后7～10天；亚急性晚期：出血后10天～2周；慢性期：出血2周后。慢性期早期：出血后2周～30天；慢性期晚期：出血后超过30天。

MRI(Magnetic Resonance Imaging，磁共振成像)诊断脑出血的原理是，脑出血时，影响MRI成像的基础不仅仅是血红蛋白本身，更主要的是其内所含铁的形状。脑出血后，血肿内血红蛋白及所含铁的形状随时间延长而变化，分别为氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白、正铁血红蛋白和含铁血黄素。

针对不同时期的脑出血选择不同的治疗方案，因此，在确定是外伤导致脑出血后，需要进一步判断脑出血的分期，以准备制定治疗方案。

在步骤S103中，如果患者没有脑出血的状况，则判断所述眼球运动的辐辏近点是否大于预设值。

在脑部出现外伤性损伤后，常常会影响到患者眼球运动的辐辏近点，如果患者没有出现脑出血的情况，那么可根据眼球运动的辐辏近点判断是否出现脑震荡等外伤性损伤。

在步骤S104中，如果是，则根据所述眼球运动的辐辏近点值评估外伤性脑部损伤状态为中度。

如果眼球运动的辐辏近点大于预设值，说明患者的脑部出现外伤性损伤，但是相对脑出血比较轻，因此可评估为中度损伤。

在步骤S105中，如果否，则分析所述脑电信号，以及在分析所述脑电信号时将所述眼球运动产生的干扰信号进行预处理，得到第一脑电信号。

如果从辐辏近点比较容易判断的方式没有判断出脑外伤情况，可进一步通过脑电信号，评估脑外伤情况。在分析脑电信号时，将眼球运动产生的干扰进行预处理，从而消除干扰。本申请实施例提供的方法中使用自适应阈值化方法去除脑电信号的干扰，得到第一脑电信号。

在步骤S106中，分析所述第一脑电信号，以及根据所述第一脑电信号的分析结果确定患者的外伤性脑部损伤状态。

经过预处理的脑电信号得到第一脑电信号，根据第一脑电信号进一步分析脑部损伤状态。参见图3，为本申请实施例提供的步骤S106流程示意图。

在步骤S1061中，将所述第一脑电信号分组，每10段为一组，分别计算第一组脑电信号的方差和第二组脑电信号的平均值的差值，如果所述差值的绝对值大于第一预设值，则所述第一组脑电信号为噪声组。

在步骤S1062中，在所述噪声组内，计算所述噪声组的均值与每一段脑电信号的差值；

在步骤S1063中，如果所述差值大于第二预设值，则滤除所述脑电信号波段，得到所述第一脑电信号的波形图；

在步骤S1064中，根据所述波形图的基线变化趋势，确定患者的外伤性脑部损伤状态。

本申请实施例中，通过将第一脑电信号分组，确定噪声组，在噪声组内计算噪声组的均值与每一段脑电信号的差值，如果差值大于第二预设值，则该脑电波信号属于干扰信号，可滤除以减少干扰。最后根据滤除干扰信号的基线变化趋势，确定患者的外伤性脑部损伤状态。

如果所述波形图的基线变化趋势较大，则患者的外伤性脑部损伤状态为轻度；如果所述波形图的基线变化趋势较小，则患者的外伤性脑部损伤状态可忽略不计。

本申请实施例还提供了一种用于评估外伤性脑部损伤的装置，参见图4，为本申请实施例提供的一种用于评估外伤性脑部损伤的装置结构示意图，包括：获取模块，用于获取脑电信号、眼球运动的辐辏近点及血红蛋白的参数信息；第一评估模块，用于如果患者出现脑出血，则根据所述血红蛋白的参数信息评估外伤性脑部损伤状态为严重；判断模块，用于如果患者没有脑出血的状况，则判断所述眼球运动的辐辏近点是否大于预设值；第二评估模块，用于如果是，则根据所述眼球运动的辐辏近点值评估外伤性脑部损伤状态为中度；脑电信号分析模块，用于如果否，则分析所述脑电信号，以及在分析所述脑电信号时将所述眼球运动产生的干扰信号进行预处理，得到第一脑电信号；第三评估模块，用于分析所述第一脑电信号，以及根据所述第一脑电信号的分析结果确定患者的外伤性脑部损伤状态。

其中，脑电信号分析模块设置为自适应与之化计算模块，用于根据自适应阈值化方法去除脑电信号中由于眼球运动导致的干扰。

参见图5，为本申请实施例提供的第一评估模块结构示意图，第一评估模块包括：脑出血时间确定模块，用于根据检测到的血红蛋白的状态为氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白、正铁血红蛋白或含铁血黄素，确定脑出血的时间；脑出血分期确定模块，用于根据脑出血时间，确定脑出血的分期。

参见图6，为本申请实施例提供的第三评估模块结构示意图，第三评估模块包括：噪声组确定模块，用于将所述第一脑电信号分段，每10段为一组，分别计算第一组脑电信号的方差和第二组脑电信号的平均值的差值，如果所述差值的绝对值大于第一预设值，则所述第一组脑电信号为噪声组；计算模块，用于在所述噪声组内，计算所述噪声组的均值与每一段脑电信号的差值；滤除模块，用于如果所述差值大于第二预设值，则滤除所述脑电信号波段，得到所述第一脑电信号的波形图；脑损伤确定模块，用于根据所述波形图的基线变化趋势，确定患者的外伤性脑部损伤状态。

脑损伤确定模块包括：轻度损伤确定模块，用于如果所述波形图的基线变化趋势较大，则患者的外伤性脑部损伤状态为轻度；无障碍确定模块，用于如果所述波形图的基线变化趋势较小，则患者的外伤性脑部损伤状态可忽略不计。

由上述描述可知，本申请公开的评估方法中，根据脑外伤可出先情况由严重到轻度依次排除，排出严重的情况后，再检测是否为中度损伤，排出中度损伤后判断是否为轻度损伤。在判断重度损伤的情况时，根据脑出血的情况分析，对于重度损伤可根据眼球运动的辐辏近点判断，最后通过滤除眼球运动及其它干扰信号后得到的脑电信号，进一步判断脑外伤情况，上述评估方法相对现有技术来说更加精确，更有助于医生对脑外伤性损伤的诊断和治疗。

由于以上实施方式均是在其他方式之上引用结合进行说明，不同实施例之间均具有相同的部分，本说明书中各个实施例之间相同、相似的部分互相参见即可。在此不再详细阐述。

需要说明的是，在本说明书中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (5)

1.一种用于评估外伤性脑部损伤的装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取脑电信号、眼球运动的辐辏近点及血红蛋白的参数信息；

第一评估模块，用于如果患者出现脑出血，则根据所述血红蛋白的参数信息评估外伤性脑部损伤状态为严重；

判断模块，用于如果患者没有脑出血的状况，则判断所述眼球运动的辐辏近点是否大于预设值；

第二评估模块，用于如果是，则根据所述眼球运动的辐辏近点值评估外伤性脑部损伤状态为中度；

脑电信号分析模块，用于如果否，则分析所述脑电信号，以及在分析所述脑电信号时将所述眼球运动产生的干扰信号进行预处理，得到第一脑电信号；

第三评估模块，用于分析所述第一脑电信号，以及根据所述第一脑电信号的分析结果确定患者的外伤性脑部损伤状态。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述脑电信号分析模块设置为自适应与之化计算模块，用于根据自适应阈值化方法去除脑电信号中由于眼球运动导致的干扰。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第三评估模块包括：

噪声组确定模块，用于将所述第一脑电信号分段，每10段为一组，分别计算第一组脑电信号的方差和第二组脑电信号的平均值的差值，如果所述差值的绝对值大于第一预设值，则所述第一组脑电信号为噪声组；

计算模块，用于在所述噪声组内，计算所述噪声组的均值与每一段脑电信号的差值；

滤除模块，用于如果所述差值大于第二预设值，则滤除所述脑电信号波段，得到所述第一脑电信号的波形图；

脑损伤确定模块，用于根据所述波形图的基线变化趋势，确定患者的外伤性脑部损伤状态。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述脑损伤确定模块包括：

轻度损伤确定模块，用于如果所述波形图的基线变化趋势较大，则患者的外伤性脑部损伤状态为轻度；

无障碍确定模块，用于如果所述波形图的基线变化趋势较小，则患者的外伤性脑部损伤状态可忽略不计。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一评估模块包括：

脑出血时间确定模块，用于根据检测到的血红蛋白的状态为氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白、正铁血红蛋白或含铁血黄素，确定脑出血的时间；

脑出血分期确定模块，用于根据脑出血时间，确定脑出血的分期。