CN114246596A - 一种应用于dbs治疗帕金森病患者疗效的评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于医疗评估设备，具体是一种应用于DBS治疗帕金森病患者疗效的评估设备，可以客观地评价DBS治疗后患者的长时程、长距离及多种生活状态下症状改善情况，改变DBS治疗术中有效性判断的目前不足。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：(1)、以震颤系数、僵直系数及运动系数表面肌电图分析技术同时联合以步频分析、手‑运动分析为核心的运动症状分析技术；(2)、改进因运动距离和时程所受的限制；(3)、同时可进行单块肌肉肌电活动、单个关节部位运动分析，进而更加客观全面的评价DBS治疗后患者的症状改善情况，并制定一套完整的DBS术中及术后客观评价体系。
Description
技术领域
本发明属于医疗评估设备，具体是一种应用于DBS治疗帕金森病患者疗效的评估设备，可以客观地评价DBS治疗后患者的症状改善情况，改变DBS 治疗术中有效性判断的目前不足。
背景技术
目前帕金森病(PD)症状严重程度及DBS治疗有效性评估已取得了较快的发展，近年来研究者们推出两种客观科学的严重程度或DBS治疗后症状改善程度评估系统，综合起来关于PD患者症状严重程度及改善程度的客观评价标准主要分为基于步态分析的运动症状分析技术，包括：步频分析、足-力量分析、手- 运动分析。另一种是立足于肌肉的放电特征分析的肌电分析技术。肌肉的放电通常采用表面肌电设备记录下来，最早用于分析PD患者或特发性震颤(ET) 患者的震颤症状，比如PD患者4-6Hz、ET患者5-10Hz的震颤频率就是通过表面肌电分析技术获得的。2010年S.M.Rissanen et al.成功采用肌电分析技术来区别PD患者与正常人。同年Askari et al.试图联合肌肉加速度及特定刺激方式的肌肉放电模态分析试图来研发一套完整的PD症状严重程度评估系统。
本研究小组立足于肌肉的放电特征分析的肌电分析技术已经系统的得出震颤系数、僵直系数及运动系数等评估方式并研发了相关的检测设备，进而可以客观的评价DBS治疗前后患者的症状改善情况，并制定一套完整的DBS术中及术后客观评价体系。
发明内容
目前以表面肌电为核心技术的相关评价设备，可以客观的评价DBS治疗术中及治疗后患者的症状长期改善情况，但表面肌电数据的采集系统与数据的接收端之间的连接方式限制了检测时测试者的运动症状分析，同时对于检测者正常的生活活动(多种类、长距离、长时间活动)并不适用，同时并不能同时评估被检测者的步态运动情况。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)以震颤系数、僵直系数及运动系数表面肌电图分析技术同时联合以步频分析、手-运动分析为核心的运动症状分析技术；
(2)改进因运动距离和时程所受的限制；
(3)同时可进行单块肌肉肌电活动、单个关节部位运动分析，进而更加客观全面的评价DBS治疗后患者的症状改善情况，并制定一套完整的DBS术中及术后客观评价体系。
附图说明
图1是关于本发明一种实施方式的基于肌电标志物的DBS有效性检测设备的结构框图；
图2是图1所示的DBS疗效评估设备中数据采集与储存设备的外部结构示意图；
图3是图1所示的DBS疗效评估设备中数据采集与储存设备的内部结构示意图；
图4是图1所示的DBS疗效评估设备中上位机的显示界面图；
图5是本发明实施例中肌电信号的示意图；
图6是本发明实施例中的操作流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细叙述。
如图1所示，本发明设备共包含两部分：信号采集储存设备100和数据整合分析设备200。
如图2、3所示，信号采集储存设备为单块肌肉肌电活动或单个关节部位运动信号采集储存设备，包括电极片1、电极线2、电极接口3、充电接口4、开关5、固定装置6、无线连接模块7、数据采集及储存模块8、放大滤波器9和电池10。
由采集器引出单个电极，每块肌肉或关节上分别粘上1个肌电电极，采集电极分别粘贴在肌腱肌腹表面皮肤处。
优选地，电极片1可安置在肱二头肌、肱三头肌、桡侧腕曲肌、桡侧腕伸肌、胫骨前肌、腓肠肌、股四头肌三角肌进行肌电信号测定。
优选地，电极片1可安置在踝关节、膝关节、腕关节、肘关节、肩关节、髋关节进行运动信号分析。
如图4所示，数据整合分析部分的主界面上显示三个肌电活动康复系数：震颤系数11、僵直系数12、运动系数13，两个运动康复系数：步频分析14、手-运动分析15、足-运动分析16，可自主选择进入患者信息21、肌电电极放置指示22、规定检测动作演示23、实时肌电图24等界面的图标和数据上传云端 25、关机26、DBS治疗仪参数调节建议，电压/电流18、脉宽19、频率20、显示DBS治疗PD有效性17的图标，在未完成测定时，各系数展示框内显示当前测定状态及下一步操作提示。
每一个数据整合分析设备通过蓝牙设备连接与信号采集装置，规定检测动作为一小人运动画面演示，医生可直接展示给患者看，让其模仿出相应动作即可，不必再过多解释；并且有语音和文字的关键点提示和动作说明。
实时肌电图可由医生自选展示的肌电信号数量，默认为8导联，画面上同时显示10秒的肌电信号。评估过程中所采集的肌电信号都会自建文档存入数据库，并自动更新生成最新特征数学模型。
患者病例界面可查看该手术患者相关个人信息及病情，可由医生自行导入或设定为自动导入。
如图5所示，图中展示了帕金森患者和正常人在震颤31、僵直32和运动 33这3方面的肌电图特点。进行手术有效性评估时，通过下述算法计算出3个系数所对应的症状改善情况。
一般而言，僵直症状是DBS手术后改善较明显的症状。肌肉僵直时，患者的肌张力通常会增高，因此基于均方根(RMS)的肌肉放电能量值比正常人高。因此选择能量值RMS为指标：
僵直系数＝(其中正值代表症状改善，负值代表加重)
震颤症状典型的表现是频率为4～6Hz的“搓丸样”震颤，正常人静止时肌电图31和患者静止时肌电图32差别明显。肌电表现为在静止状态下的4-6Hz 的簇状(Burst)放电，正常人不存在类似肌电。常为DBS治疗后改善见效最快和最明显的症状，因此选择震颤频率(f)为指标：
震颤系数＝(f(DBS前)-f(DBS后))/f(DBS前)，(其中正值代表症状改善，负值代表加重)
运动迟缓表现PD患者动作变慢，始动困难。完成同一动作时，正常人肌电图33显示的放电时间短于患者肌电图34放电时间。肢体的屈伸动作的完成速度可以作为衡量指标，表现为完成动作时的肌肉放电时间延长，因此规定几个标准动作，以患者完成动作时的放电时间t为指标：
运动系数＝(t(DBS前)-t(DBS后))/t(DBS前)(其中正值代表症状改善，负值代表加重)
运动康复系数，步频分析基于患者长时程、长距离的运动状态，也可以在规定时间内测出患者的步频，并以此得出患者手术前后的改善情况
运动康复系数，手足-运动分析，观察患者手足的灵活性的改善
如图4所示，本检测系统在DBS手术中的使用时间和作用为手术之前的初始状态标定和手术中的程控辅助评价，在手术之后的多次程控中也用于辅助评价手术的有效性和选择合适的刺激电压、频率和电流。若患者本身没有震颤、僵直、运动迟缓中的一种症状时，则手术中该指标不予以考虑。
以下以一同时存在震颤、僵直、运动迟缓3种症状的患者的手术流程为例，省略手术中和检测系统关系较小的环节，具体流程为：
a.手术前，按照上位机上显示示的肌电电极黏贴位置，在患者身上同时黏贴上多个电极片；
b.在患者全身静止状态下，测定各位点震颤频率；患者按照上位机提示，在一定时间内，完成指定动作，测定各位点运动放电时间和计算均方根对应的能量值；基于患者长时程、长距离的运动状态，也可以在规定时间内测出患者的步频，并以此得出患者手术前后的改善情况得出运动康复系数；另外也结合帕金森评估量表进行初始状态标定；
c.手术过程中，评价系统依医生需求，保持连接或暂时移除，如保持连接，则在上位机上实时显示多个通道的肌电信号图；
d.植入电极后，常规行术中电压(30V)、脉宽(60us)、频率(130Hz) 的刺激测试，30s后开始做规定动作，测定僵直系数和运动系数，2分钟后，保持静止，测定震颤指数；结合帕金森评估量表进行效果评定；
e.逐步增大电压或改变其他刺激电流参数，并重复上述评测方式；
f.确定手术有效性后，关闭刺激电极；
g.患者1个月后开机，进行第一次程控，再利用上述评估方法和术前标定状态对比，确定最佳电压、脉宽、频率参数。
通过附图和具体实施方式的叙述，从系统组成、结构、系数计算原理、上位机显示界面、使用流程等几个方面详细说明了本发明的技术方案。上述方式只是本发明优选的实施方式，对于本领域内的普通技术人员而言，在本发明公开的基础上，很容易想到将其进行修改或者等同替换，应用于各种医疗仪器系统，而不仅限于本发明具体实施方式所叙述的系统结构，因此前面叙述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。
以上所述仅为本发明的几种具体实施例，以上实施例仅用于对本发明的技术方案和构思做说明而非限制本发明的权利要求范围。凡本技术领域中技术人员在本专利的构思基础上结合现有技术，通过逻辑分析、推理或有限实验可以得到的其他技术方案，也应该被认为在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (5)
1.一种应用于DBS治疗帕金森病患者疗效的评估设备，其特点是通过表面肌电图分析技术及运动症状分析技术，长时程、长距离及多种生活状态下测定患者的震颤系数、僵直系数、运动系数、步频分析以及手足-运动分析，客观地评价DBS治疗后患者的症状改善情况。
2.根据权利要求1所述的评估方法，是基于DBS治疗后症状改善程度的肌电标志物的肌电特征提取及运动症状分析技术，即：震颤系数、僵直系数、运动系数、步频分析以及手足-运动分析。
3.根据权利要求1所述的评估设备，改进因运动距离和时程所受的限制。
4.根据权利要求1所述的评估设备，同时可进行单块肌肉肌电活动、单个关节部位运动分析，进而更加客观全面的评价DBS治疗后患者的症状改善情况，并制定一套完整的DBS术中及术后客观评价体系。
5.根据权利要求1所述的评估设备，可对DBS治疗帕金森病患者术中、术后进行评估。
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