【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于医疗器械，具体涉及一种基于ssep信号分析的术中电生理信号监测装置与方法。
技术介绍
1、随着脑科学的不断发展，事件相关电位在医学上的应用越来越广泛。脑诱发电位(evoked potentials，ep)是中枢神经系统在感受外界或内在刺激过程中产生的生物电活动。人的感觉器官，如眼、耳、皮肤在接受光、声或微弱电流等特定的诱发刺激后，循其特有的神经通路将所感受的信息向中枢传递，其信息内容在通路的各个水平不断组合，最后到达皮层引起一连串活动。
2、体感诱发电位(somatosensory evoked potentials，sep)是以微弱电流刺激、机械刺激或其他刺激方式刺激被试者肢体所引起的ep。根据在受到刺激后诱发电位出现的潜伏时间长短不同，可分为短、中、长潜伏期诱发电位，其中短潜伏期诱发电位(shortlatency somatosensory evoked potential,ssep)受到的影响因素相对较少、波形较稳定，可以反复记录，因此在临床上应用较广。
3、体感诱发电位监测技术具有非侵入性、实时性、精准性和多功能性等优点，使其成为临床手术中最常见的电生理信号监测技术之一。它在帮助医生确保手术安全和提高手术效果方面发挥着重要作用。并且，由于sep与刺激信号之间存在时锁关系，波形重复性好，而且与神经功能间有特定投射关系。因此，其在快速确定神经损伤部位，提高手术安全性，减轻病人痛苦等方面发挥着积极作用。
4、但现有技术中对采集的电生理信号进行监测和处理时，通常是采用叠加平均值法
技术实现思路
1、1.要解决的问题
2、本专利技术的目的在于提供一种基于ssep信号分析的术中电生理信号监测装置与方法，从而解决现有技术中对电生理信号进行分析处理存在的准确度和实时性相对较差的问题。本专利技术通过将预处理的信号打包成实时序列，导入至cseea模型中，对ssep信号进行实时提取，提高了信号分析的准确度和实时性。
3、2.技术方案
4、为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
5、本专利技术提供了一种基于ssep信号分析的术中电生理信号监测装置，包括：
6、电刺激信号输出单元，用于向目标刺激点位输出恒流脉冲刺激电流；
7、电生理信号采集单元，用于采集经恒流脉冲刺激电流刺激之后产生的脑电信号和或肌电信号；
8、信号处理单元，用于对采集到的电生理信号进行处理和分析；
9、所述信号处理单元包括信号预处理模块和ssep信号分离模块，信号预处理模块用于对电生理信号采集单元采集到的原始信号进行预处理操作以得到第一信号序列x(t)，ssep信号分离模块用于将x(t)导入cseea方法模型中，以提取得到第二信号序列，即ssep信号；基于提取得到的ssep信号实现电生理信号的监测和分析。
10、更进一步的，所述信号预处理模块用于对采集到的原始信号依次进行滤波、基线矫正和重参考处理。
11、更进一步的，所述ssep信号分离模块的提取过程，包括：
12、先将信号序列进行imfs分解，根据归一化优选降噪指标r筛选出有效的imf进行叠加，得到夹杂有ssep信号、低频噪声和自发脑电信号的去噪序列
13、对去噪序列进行分窗处理，并将所有窗口进行z评分，得到经评分剔除后的窗口，记为序列
14、将投影到主成分空间并计算每个子窗口的均方根的平均值μ和标准差σ，定义拒绝阈值其中k是用户自定义的截止参数；
15、将进行分窗处理，但不进行评分剔除，得到完整的序列，将其投影到主成分空间继续对的平方根进行特征值分解，得到特征向量矩阵dt和特征值向量et；
16、
17、对于每个窗口，判断其dt的每一个特征值向量是否小于拒绝阈值，如果小于，则将该特征值向量替换为零向量k；最后，将小于拒绝阈值的自发脑电信号作为背景噪声进行剔除，即完成ssep信号的提取工作，设提取出来的有效成分序列即ssep信号序列为ssig，则ssig表示为：
18、
19、上式中，wsig表示为的平方根。
20、更进一步的，所述信号处理单元还包括基线耦合模块，基线耦合模块用于对提取得到的ssep信号进行分割，并引入一种关于信号矩阵的耦合度进行计算，通过耦合度判断报警信号的输出。
21、更进一步的，将提取得到的ssep信号导入基线耦合模块后，以电刺激信号输出频率fz为分割点，提取出每个分割点-20ms～80ms区间的信号矩阵ni；采集零干扰的诱发信号矩阵sref与干扰后的诱发信号ssam，遍历sref每一行的最大最小值及其位号并提取出设为fref，同理提取出ssam的最大最小值及其位号fsam，则干扰后的诱发信号和零干扰的诱发信号之间的耦合度ssc计算公式如下：
22、
23、其中，p为自定义参数，p值一般取1～6；若计算出的耦合度数值超过设定阈值，则输出报警信号。
24、更进一步的，所述电刺激信号输出单元用于输出频率为2～9hz，脉宽为0.2～0.6ms，电流幅值为0～33ma的方波电流。
25、更进一步的，电刺激信号输出单元输出的脉冲信号在一个标准刺激周期内包含3个方波刺激电流脉冲，每个方波刺激电流脉冲均由正向方波刺激电流脉冲和反向方波刺激电流脉冲组成。
26、更进一步的，第一方波刺激电流脉冲和第二方波刺激电流脉冲的幅值和脉宽对应相同，第三方波刺激电流脉冲的幅值和脉宽比前两个脉冲对应幅值和脉宽数值高15％～25％。
27、更进一步的，第一方波刺激电流脉冲和第二方波刺激电流脉冲的刺激参数根据双通道信号回馈进行调节和确定，其中一个通道用于将病患的指端振动信号回馈至电刺激信号输出单元，另一个通道用于将ssep信号的幅值回馈至电刺激信号输出单元。
28、本专利技术的一种基于ssep信号分析的术中电生理信号监测方法，采用本专利技术的检测装置，包括：
29、通过电刺激信号输出单元向目标刺激点位输出恒流脉冲刺激电流；
30、通过电生理信号采集单元采集经恒流脉冲刺激电流刺激之后产生的脑电信号和或肌电信号；
31、电生理信号采集单元将采集到的信号传送至信号处理单元，经信号预处理后提取得到ssep信号，基于提取的ssep信号得到术中电生理信号的监测和分析结果。
32、3.有益效果
33、相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：
34、(1)本专利技术通过电刺激信号输出单元向目标刺激点位输出恒流脉冲刺激电流，然后通过电生理信号采集单元采集经恒流脉冲刺激电流刺激之后产生的脑电信号和或肌电信号；电生理信号采集单元将采集到的信号传送至信号处理单元，经信号预处理后，基于cseea方法模型提取得到ssep信号，最后基于提取的ssep信号实现术中电生理信号的监测和分析，相较于传统的叠本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于SSEP信号分析的术中电生理信号监测装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于SSEP信号分析的术中电生理信号监测装置，其特征在于，所述信号预处理模块用于对采集到的原始信号依次进行滤波、基线矫正和重参考处理。
3.根据权利要求1所述的基于SSEP信号分析的术中电生理信号监测装置，其特征在于，所述SSEP信号分离模块的提取过程，包括：
4.根据权利要求1所述的基于SSEP信号分析的术中电生理信号监测装置，其特征在于，所述信号处理单元还包括基线耦合模块，该基线耦合模块用于对提取得到的SSEP信号进行分割，并引入一种关于信号矩阵的耦合度进行计算，通过耦合度判断报警信号的输出。
5.根据权利要求4所述的基于SSEP信号分析的术中电生理信号监测装置，其特征在于，将提取得到的SSEP信号导入基线耦合模块后，以电刺激信号输出频率fz为分割点，提取出每个分割点-20ms～80ms区间的信号矩阵Ni；采集零干扰的诱发信号矩阵Sref与干扰后的诱发信号Ssam，遍历Sref每一行的最大最小值及其位号并提取出设为Fref，同理提取
6.根据权利要求1-5中任一项所述的基于SSEP信号分析的术中电生理信号监测装置，其特征在于，所述电刺激信号输出单元用于输出频率为2～9Hz，脉宽为0.2～0.6ms，电流幅值为0～33mA的方波电流。
7.根据权利要求6所述的基于SSEP信号分析的术中电生理信号监测装置，其特征在于，电刺激信号输出单元输出的脉冲信号在一个标准刺激周期内包含3个方波刺激电流脉冲，每个方波刺激电流脉冲均由正向方波刺激电流脉冲和反向方波刺激电流脉冲组成。
8.根据权利要求7所述的基于SSEP信号分析的术中电生理信号监测装置，其特征在于，第一方波刺激电流脉冲和第二方波刺激电流脉冲的幅值和脉宽对应相同，第三方波刺激电流脉冲的幅值和脉宽比前两个脉冲对应幅值和脉宽数值高15-25％。
9.根据权利要求8所述的基于SSEP信号分析的术中电生理信号监测装置，其特征在于，第一方波刺激电流脉冲和第二方波刺激电流脉冲的刺激参数根据双通道信号回馈进行调节和确定，其中一个通道用于将病患的指端振动信号回馈至电刺激信号输出单元，另一个通道用于将SSEP信号的幅值回馈至电刺激信号输出单元。
10.一种基于SSEP信号分析的术中电生理信号监测方法，其特征在于，采用权利要求1-9中任一项所述的检测装置，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于ssep信号分析的术中电生理信号监测装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于ssep信号分析的术中电生理信号监测装置，其特征在于，所述信号预处理模块用于对采集到的原始信号依次进行滤波、基线矫正和重参考处理。
3.根据权利要求1所述的基于ssep信号分析的术中电生理信号监测装置，其特征在于，所述ssep信号分离模块的提取过程，包括：
4.根据权利要求1所述的基于ssep信号分析的术中电生理信号监测装置，其特征在于，所述信号处理单元还包括基线耦合模块，该基线耦合模块用于对提取得到的ssep信号进行分割，并引入一种关于信号矩阵的耦合度进行计算，通过耦合度判断报警信号的输出。
5.根据权利要求4所述的基于ssep信号分析的术中电生理信号监测装置，其特征在于，将提取得到的ssep信号导入基线耦合模块后，以电刺激信号输出频率fz为分割点，提取出每个分割点-20ms～80ms区间的信号矩阵ni；采集零干扰的诱发信号矩阵sref与干扰后的诱发信号ssam，遍历sref每一行的最大最小值及其位号并提取出设为fref，同理提取出ssam的最大最小值及其位号fsam，则干扰后的诱发信号和零干扰的诱发信号之间的耦合度ssc计算公式如下：
6...
【专利技术属性】
技术研发人员：王璐，查显干，周涛，汪红亮，谢能刚，李健，
申请(专利权)人：马鞍山市安工大智能装备技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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