[发明专利]基于时间特性指标的诱发电位记录仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种以时间特性为指标的诱发电位分析方法，和基于该方法的诱发电位记录仪。

技术背景

听觉诱发电位是生物体接受一定条件声音刺激时听觉神经通路所发生的一系列电活动。在各级听觉神经核团记录该诱发电位称为近场记录方法；近场记录的听觉诱发电位幅度大，信噪比高，一般经过少量几次叠加就可以得到比较稳定的波形。在头皮表面记录该诱发电位则称为远场记录方法；远场记录的听觉诱发电位幅度小，信噪比底，一般要经过几百次叠加才能得到比较稳定的波形。

如果把生物体的神经系统用一个函数F来表示，刺激信号作为输入变量用X来表示，而诱发电位作为输出变量用Y来表示，则这三者的关系可表示为：Y＝F(X)。假如F不变，即神经系统状态不变，不同的输入变量X产生不同的输出变量Y。这样，通过刺激信号参数与诱发电位记录参数的关系，可研究神经系统的信息加工处理原理。

对于生物体的听觉神经系统而言，刺激信号为声音，假如刺激声音不变，即输入X不变，不同状态(F)的听觉神经系统则产生不同的输出变量Y，即听觉诱发电位。该听觉诱发电位可反映出听觉神经系统状态及其变化规律。因此，记录与分析处理听觉诱发电位，可对听觉系统乃至中枢神经系统功能检测和疾病诊断，如耳蜗和神经系统病变、意识与麻醉监测、神经生理与心理的研究等，起到重要的作用。

听觉诱发电位的记录有两个要点，一个是施加刺激信号即给声，另一个为电信号采集与处理。

声音是幅度和频率随时间变化的声波。一般自然声的频率成分和相应的强度比较复杂，但最基本的物理量不外乎幅度、频率和时间，即声波幅度和频率随时间的变化。为了简化研究和应用模型，刺激声音一般采用一段一定强度的短音(tone bursts)，即一个幅度由相应幅度包络波限定的短音；包络波通常分上升段(rise time)、稳态段(steady-state)和下降段(fallt ime)。这三段的时长称为声长(duration)。其中，上升段和下降段的幅度随幅度时间变化函数(riseor fallfunction)不同而不同；而其频率包括纯音、调频音、咔嗒音和噪音等。每一短音重复给声的频度为重复率(repetition)。听觉诱发电位记录的是某一特定刺激声所诱导的听觉系统随时间变化的综合电活动V(t)，其表现为幅度时间的规律性变化，如图1所示。图1中所出现的多个波分别代表听觉中枢不同水平神经元的活动情况。

目前，在临床和科研上常用的指标主要有不同波的最大幅值、最大幅值或波起始点的时间、在时域上某个区间的幅度积分、在时域上某个区间其他一些计算值等。但是，由于声刺激参数的复杂多样性，每一不同的声刺激参数诱导不同的听觉诱发电位，因此，不同声刺激参数诱导的诱发电位及其计算值不具有可比性。而且，不同个体在不同状态下对同一声音刺激的反应也不同。所以，目前临床和科研中所记录基于单声刺激的诱发电位个体间可比性差，难以成为通用的诊断标准；而且即便是在同个体同声刺激条件下，不同时间、状态和处理下，基于单声刺激的听觉诱发电位因具有声刺激依赖性只能依据其波形及其计算值提供粗略的参考价值，而不能详细、直接地反映听觉中枢系统多种生理功能及其变化，如听神经元的敏感性、毛细胞的声-电转换特性、神经纤维和突触的传递特性、声的机械传递特性等。

中国专利95211755.X公开了一种诱发电位仪输出器，其一端能与诱发电位仪输出端D相连，且带有刻度的可变电阻器R₁和与其相连的输出头A，以及与R₁相并联且接有另一输出头B的电阻R₂所组成。该仪器能够缩短诊断时间，提高诊断疾病的程度，有利于左右侧肢体进行比较检查。

中国专利200420081185.5公开了一种事件相关电位刺激器，包括控制器、靶/非靶触发输出装置、靶/非靶声音发生器、触发输入装置、声-光发生器、即时控制器、发声装置和发光装置；控制器产生诱发P300和诱发CNV的刺激信号，分别通过靶/非靶声音发生器和声-光发生器转换为相应的声音刺激和声-光刺激信号，经由发声装置和发光装置刺激受试者以诱发出P300和CNV。该电位刺激器与诱发电位仪或生物信号处理系统配合使用，能够检测事件相关电位P300和CNV。