CN114947750A - 一种智能神经功能定位评估系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能神经功能定位评估系统，包括核心单元和探测单元，探测单元为神经探测器；核心单元为智能化单元，包括：信号输出模块，信号输入模块，智能分析评估模块，显示模块。本发明能够在手术中对神经进行实时有效识别，通过综合性的神经电信号参数识别、分析、处理，实现神经定位和神经功能评估，利于神经相关手术精准实施。

Description

一种智能神经功能定位评估系统

技术领域

本发明涉及一种智能神经功能定位评估系统，属于医疗器械技术领域。

背景技术

神经系统的手术属于高风险手术，例如颅神经手术、脊柱脊髓手术、颈部甲状腺手术等；据国际行业统计数据，此类手术造成永久性神经损伤的风险高达23％以上。这些损伤因神经功能的不同造成的后果有面瘫、吞咽困难、失声或声音嘶哑、瘫痪、肢体功能丧失、语言功能障碍等各级程度致残；病人残疾后生活痛苦，家属负担加重。随着人们的生活水平不断提高，患者对手术风险控制的要求越来越高，成为医患矛盾的焦点之一。

为了防止手术操作导致神经被损伤或切断进而导致功能丧失，亟待研制出能在错综复杂的手术区域实施、且能避免盲打盲切或者压迫缺血造成功能丧失的技术手段，这对于手术精准、手术效率和手术预后有重要意义。

发明内容

本发明的主要目的是：克服现有技术存在的问题，提供一种智能神经功能定位评估系统，能在错综复杂的手术区域实施，对神经定位并且对神经功能评估，从而避免盲打盲切或者压迫缺血造成功能丧失。

本发明解决其技术问题的技术方案如下：

一种智能神经功能定位评估系统，包括核心单元和探测单元，其特征是，所述探测单元为神经探测器，用于探测神经电信号；所述核心单元为智能化单元，包括：

信号输出模块，用于经神经探测器向外发出刺激电信号；

信号输入模块，用于接收神经探测器获取的神经电信号；

智能分析评估模块，用于调制刺激电信号并发往信号输出模块；将信号输入模块接收的神经电信号进行数字化的转换，并进行分类、辨识、分析、处理，进而判断神经电信号来源的神经的位置，同时分析评估该神经的功能状态及其变化；

显示模块，用于显示智能分析评估模块输出的结果。

该系统在使用时，以神经探测器在手术区域探测神经电信号，智能化单元以其智能分析评估模块对于大量的神经电信号进行数字化转换并进行记录，自动进行分类、辨识、分析、处理，并进行判断和评估，最终通过显示模块显示判断结果和评估结果。

目前垄断市场的进口神经监测设备存在如下缺点：仍处于滞后的产品性能和操作设计，人工阅读参数和分析，学习曲线长，需要积累足够临床操作和手术经验才能使用；操作要求一机配一人，从开机到手术结束全程需要人工操作，这导致高难度的经验积累和人力不足，难以满足巨量的手术需求；以上缺点导致进口神经监测设备在国内外都面临需求与产品滞后之间的矛盾。而本发明系统能够很好地克服以上缺点，作为国产创新医疗器械超越进口技术，在国际市场也具备先进的技术优势。

该系统在数据计算方面更加精准、更加高效；可以广泛应用于神经定位系统、神经科学脑机接口的数据处理、以及神经监测设备主机。该系统具备技术的整体绝对优势，同时具有进口替代、优于进口等特点，将为国家节省大量的成本投入。

本发明进一步完善的技术方案如下：

优选地，所述智能分析评估模块采用潜伏期、波幅的峰峰值、以及波形面积作为神经电信号的波形特点并据此进行数字化的分析评估。

更优选地，所述智能分析评估模块进行分析评估的具体过程为：智能分析评估模块将神经电信号的波形特点与预设波形特点进行比对、或者将神经电信号起始阶段水平作为基线并进行比对，以此评估神经的功能状态及其变化。

更优选地，在与预设波形特点进行比对时，判断比对的差异值是否大于预先设定的安全阈值或临界水平，进而评估神经的功能状态；在与基线进行比对时，将不同时间阶段的神经电信号波形特点与基线波形特点分别进行比对，进而评估不同时间阶段的神经功能状态变化。

更优选地，所述智能分析评估模块通过显示模块显示神经电信号来源的神经位置的判断结果、神经功能状态及其变化的评估结果。

采用以上优选方案后，可进一步优化智能分析评估模块的具体技术细节，使其更加精准地实现神经定位与功能评估，从而更有利于外科神经手术的精准实施，进一步有效避免术中神经损伤。注：外科神经手术包括颅内手术，颅外手术，髓内手术，髓外手术，以及与颈部、脊柱、胸腔、上下肢相关的神经外科手术。

优选地，所述智能化单元还包括报警模块，所述智能分析评估模块通过报警模块向外发出报警信号，所述报警信号包括声音信号和/或灯光信号。

采用以上优选方案后，可进一步优化智能化单元结构，可通过报警模块发出报警信号。

优选地，所述神经电信号包括自发性神经信号、诱发性神经信号、中枢神经系统信号、外周神经系统信号。

优选地，所述神经包括颅神经、脊髓神经、外周运动神经、混合运动感觉神经；所述神经的功能状态包括正常状态、受损状态。

采用以上优选方案后，可进一步优化系统的具体特征细节。

该系统能够识别分析处理中枢神经或外周神经的不同发生源的神经电信号，例如，体感诱发电位、肌电及肌电诱发电位、听觉诱发电位、运动诱发电位等，从而能够在手术中实时有效识别并进行综合性的神经电信号参数分类、辨识、分析、处理，实现神经定位和功能评估的功能。

优选地，所述系统还包括用于神经相关手术的手术器械，用以使整个系统兼备手术功能和神经探测功能；所述神经探测器安置在手术器械上。

更优选地，所述手术器械手术器械为在颅内手术，颅外手术，髓内手术，髓外手术，或与颈部、脊柱、胸腔、上下肢相关的神经外科手术中用到的手术器械。

采用以上优选方案后，可进一步优化系统功能，使其兼备手术器械和神经探测器的双重功能，例如，手术器械为剥离子且其上安置有神经探测器时，既可以实现精细分离(包括分离神经、分离肿瘤包膜和神经等)，又可以实现神经探测。

该系统可在手术全程帮助医生搜索并精准定位神经，通过为手术医生提供具有探测性能的手术器械帮助定位和识别在手术野内的特定神经及功能。当捕捉到神经电信号并精确定位时，就会向手术医生发出提示。该系统能测量、分析各类神经电信号数据参数，这些信息在整个手术过程中能用来确定或改变手术策略。

与现有技术相比，本发明能够在手术中对神经进行实时有效识别，通过综合性的神经电信号参数分类、辨识、分析、处理，实现神经定位和功能评估，能在手术全程帮助医生搜寻并定位神经，利于实施精准手术。本发明实现高度智能化，能够自动化操作、读取和分析数据、以及发出提示，能够进行数字化信号传输，算法智能、安全，并且采用性能模块化设计，集成度高，扩展性强。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图。

图2为本发明实施例1中波形特点示意图。

具体实施方式

下面参照附图并结合实施例对本发明作进一步详细描述。但是本发明不限于所给出的例子。

实施例1

如图1所示，本实施例的智能神经功能定位评估系统包括核心单元和探测单元，探测单元为神经探测器，用于探测神经电信号；核心单元为智能化单元，包括：信号输出模块，用于经神经探测器向外发出刺激电信号；信号输入模块，用于接收神经探测器获取的神经电信号；智能分析评估模块，用于调制刺激电信号并发往信号输出模块；将信号输入模块接收的神经电信号进行数字化的转换，并进行分类、辨识、分析、处理，进而判断神经电信号来源的神经的位置，同时分析评估该神经的功能状态及其变化；显示模块，用于显示智能分析评估模块输出的结果。

具体而言，智能分析评估模块采用潜伏期、波幅的峰峰值、以及波形面积作为神经电信号的波形特点并据此进行数字化的分析评估。图2所示为监测的肌电诱发电信号波形示例，潜伏期是电信号从刺激点到记录点的传导时间，图中O点到P点为潜伏期；峰峰值为神经电信号两峰值处之间的波幅距离；波形面积为神经电信号与坐标轴围成图形的面积，具体为：A点与B点之间坐标轴与神经电信号下波形围成图形的面积S1、B点与C点之间坐标轴与神经电信号上波形围成图形的面积S2，S1与S2之和即为波形面积。

智能分析评估模块进行分析评估的具体过程为：智能分析评估模块将神经电信号的波形特点与预设波形特点进行比对、或者将神经电信号起始阶段水平作为基线并进行比对，以此评估神经的功能状态及其变化；在与预设波形特点进行比对时，判断比对的差异值是否大于预先设定的安全阈值或临界水平，进而评估神经的功能状态；在与基线进行比对时，将不同时间阶段的神经电信号波形特点与基线波形特点分别进行比对，进而评估不同时间阶段的神经功能状态变化。

智能分析评估模块通过显示模块显示神经电信号来源的神经位置的判断结果、神经功能状态及其变化的评估结果。

智能化单元还包括报警模块，智能分析评估模块通过报警模块向外发出报警信号，报警信号包括声音信号和/或灯光信号。

神经电信号包括自发性神经信号、诱发性神经信号、中枢神经系统信号、外周神经系统信号。神经包括颅神经、脊髓神经、外周运动神经、混合运动感觉神经；神经的功能状态包括正常状态、受损状态。

此外，本实施例系统还包括用于神经相关手术的手术器械，用以使整个系统兼备手术功能和神经探测功能；神经探测器安置在手术器械上。手术器械为在颅内手术，颅外手术，髓内手术，髓外手术，或与颈部、脊柱、胸腔、上下肢相关的神经外科手术中用到的手术器械。例如：手术器械为剥离子、拉钩、骨膜剥离钳、咬骨钳等。

实施例2

本实施例为实施例1智能神经功能定位评估系统在显微血管减压术(MVD)手术中的实施。

1、显微血管减压术(MVD)的介绍

全国约有15万面肌痉挛患者、35万三叉神经痛患者。三叉神经痛为骤然发生的剧烈疼痛，疼痛部位限于三叉神经感觉支配区内，常自一侧的上颌支(第2支)或下颌支(第3支)开始，以面颊上下颌、舌部常见，呈发作性撕裂样、触电样、烧灼样剧痛，突发突止，发作时可伴有同侧面部肌肉的反射性抽搐。面肌痉挛临床表现为一侧眼轮匝肌阵发性不自主的抽搐，逐渐缓慢扩展至一侧面部的其他面肌，严重者呈强直性，致同侧眼不能睁开，口角向同侧歪斜，无法说话，无法控制其发作。临床上三叉神经痛、面肌痉挛、舌咽神经痛的发病原因主要是与血管压迫颅神经所致，用手术的办法解除血管对神经的压迫无疑是最有效的方法。压迫神经产生疼痛的血管，称为责任血管。常见的责任血管有小脑上动脉、小脑前下动脉、小脑后下动脉、椎动脉等等。责任血管可以是一支，也可以是多支，既可以是动脉，也可以是静脉。

微血管减压术是唯一针对三叉神经痛、面肌痉挛、舌咽神经痛的病因进行治疗的方法，并且能够保留这些神经的解剖完整性，其优点是在解除局部血管压迫、消除症状的同时，保留三叉神经、面神经、舌咽神经正常的感觉、运动和传导功能。由于微血管减压术具有效果明显、非破坏性、损伤小、复发率低等优点，是目前国际公认的治疗三叉神经痛、面肌痉挛、舌咽神经痛安全最有效的方法。

然而，该手术的实施区域在脑干附近，任何手术操作失误都可能导致严重后果，甚至死亡。目前该手术主要是在显微镜下完成，没有娴熟的显微手术技术可能导致无法挽救的后果，因此手术风险很大。

2、实施示例

采用前文所述的智能神经功能定位评估系统(手术器械为剥离子且其上安置有神经探测器，也即剥离子探测器)，在手术全程帮助医生实现集手术治疗、神经定位和功能评估于一体的整体方案。

(1)医生手持剥离子探测器，在手术野探测搜寻神经，当捕捉到神经电信号时，显示模块提示神经定位和神经功能状态。

(2)智能神经功能定位评估系统根据神经电信号的波形特点进行分析评估，波形特点包括潜伏期、波幅的峰峰值、波形面积。该系统通过自动化处理辅助医生判断是否达到手术目标。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能神经功能定位评估系统，包括核心单元和探测单元，其特征是，所述探测单元为神经探测器，用于探测神经电信号；所述核心单元为智能化单元，包括：

信号输出模块，用于经神经探测器向外发出刺激电信号；

信号输入模块，用于接收神经探测器获取的神经电信号；

智能分析评估模块，用于调制刺激电信号并发往信号输出模块；将信号输入模块接收的神经电信号进行数字化的转换，并进行分类、辨识、分析、处理，进而判断神经电信号来源的神经的位置，同时分析评估该神经的功能状态及其变化；

显示模块，用于显示智能分析评估模块输出的结果。

2.根据权利要求1所述的一种智能神经功能定位评估系统，其特征是，所述智能分析评估模块采用潜伏期、波幅的峰峰值、以及波形面积作为神经电信号的波形特点并据此进行数字化的分析评估。

3.根据权利要求2所述的一种智能神经功能定位评估系统，其特征是，所述智能分析评估模块进行分析评估的具体过程为：智能分析评估模块将神经电信号的波形特点与预设波形特点进行比对、或者将神经电信号起始阶段水平作为基线并进行比对，以此评估神经的功能状态及其变化。

4.根据权利要求3所述的一种智能神经功能定位评估系统，其特征是，在与预设波形特点进行比对时，判断比对的差异值是否大于预先设定的安全阈值或临界水平，进而评估神经的功能状态；在与基线进行比对时，将不同时间阶段的神经电信号波形特点与基线波形特点分别进行比对，进而评估不同时间阶段的神经功能状态变化。

5.根据权利要求2所述的一种智能神经功能定位评估系统，其特征是，所述智能分析评估模块通过显示模块显示神经电信号来源的神经位置的判断结果、神经功能状态及其变化的评估结果。

6.根据权利要求2所述的一种智能神经功能定位评估系统，其特征是，所述智能化单元还包括报警模块，所述智能分析评估模块通过报警模块向外发出报警信号，所述报警信号包括声音信号和/或灯光信号。

7.根据权利要求1或2所述的一种智能神经功能定位评估系统，其特征是，所述系统还包括用于神经相关手术的手术器械，用以使整个系统兼备手术功能和神经探测功能；所述神经探测器安置在手术器械上。

8.根据权利要求7所述的一种智能神经功能定位评估系统，其特征是，所述手术器械为在颅内手术，颅外手术，髓内手术，髓外手术，或与颈部、脊柱、胸腔、上下肢相关的神经外科手术中用到的手术器械。

9.根据权利要求1所述的一种智能神经功能定位评估系统，其特征是，所述神经电信号包括自发性神经信号、诱发性神经信号、中枢神经系统信号、外周神经系统信号。

10.根据权利要求1所述的一种智能神经功能定位评估系统，其特征是，所述神经包括颅神经、脊髓神经、外周运动神经、混合运动感觉神经；所述神经的功能状态包括正常状态、受损状态。

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