[发明专利]基于脑氧信号与血压信号的脑血流自主调节能力评价方法

权利要求书

1.一种基于脑氧信号与血压信号的脑血流自主调节能力评价方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤(1)、检测人体局部脑组织氧饱和度TOI、局部组织血红蛋白浓度指数THI和局部脑组织总血红蛋白浓度变化量ΔCtHb；

步骤(2)、在进行所述步骤(1)的同时，测量人体动脉压；

步骤(3)、采用小波交叉变换法，分析所述人体局部脑组织氧饱和度TOI、局部组织血红蛋白浓度指数THI、局部脑组织总血红蛋白浓度变化量ΔCtHb和人体动脉压之间的相关性和相位相关性；

步骤(4)、分析脑氧参数和动脉压之间在不同频段的小波相关性和小波相位相关性。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述步骤(3)，包括：

连续的小波变换处理数据，在一个特定的时间上，每个频率作为一个相对应的窗口，在该窗口上，一个均值为0的平方可积函数Ψ0(η)在时间上的平移和缩放可以对频率进行局部分析，Ψ₀(η)称为母小波；

连续小波变换表示为：

S表示尺度，δt表示采样间隔，x_n(n＝1,2,3…N)表示时间序列；

两个不同时域信号Xn和Yn的交叉小波被定义为：

W^XY＝W^XW^Y* 公式(2)

式中*表示复共轭，定义|W^XY|为功率谱，两个不同时域信号Xn和Yn的交叉小波W^XY是两个信号Xn和Yn交叉变换的结果；其绝对值为功率谱，其中复数矩阵|W^XY|的相位角为两个时间序列Xn和Yn在时频域上的相位差:

式中Φ_i(s)为两时间数列在时间t_i尺度s下的相位延迟；

所述步骤(4)，包括：

小波相关性(WCO)公式为：

小波相位相关性(WPCO)公式为：

其中,是两组信号相位差在时域上的平均。

3.根据权利要求1所述的一种基于脑氧信号与血压信号的脑血流自主调节能力评价方法，其特征在于，所述步骤(1)中，使用近红外脑氧检测仪检测人体局部脑组织氧饱和度TOI、局部组织血红蛋白浓度指数THI和局部脑组织总血红蛋白浓度变化量ΔCtHb；具体为：

将两个电极片贴在人体的前额，测量30-60分钟，提取人体局部脑组织氧饱和度TOI和局部组织血红蛋白浓度指数THI和局部脑组织总血红蛋白浓度变化量ΔCtHb。

4.一种基于脑氧信号与血压信号的脑血流自主调节能力评价装置，其特征在于，所述装置包括：

第一检测单元，用于检测人体局部脑组织氧饱和度TOI、局部组织血红蛋白浓度指数THI和局部脑组织总血红蛋白浓度变化量ΔCtHb；

第二检测单元，用于在第一检测单元运行的同时，测量人体动脉压；

分析单元，用于采用小波交叉变换法，分析所述人体局部脑组织氧饱和度TOI、局部组织血红蛋白浓度指数THI、局部脑组织总血红蛋白浓度变化量ΔCtHb和人体动脉压之间的相关性和相位相关性，以及分析脑氧参数和动脉压之间在不同频段的小波相关性和小波相位相关性。

5.根据权利要求4所述的一种基于脑氧信号与血压信号的脑血流自主调节能力评价装置，其特征在于，所述分析单元用于：

连续的小波变换处理数据，在一个特定的时间上，每个频率作为一个相对应的窗口，在该窗口上，一个均值为0的平方可积函数Ψ₀(η)在时间上的平移和缩放可以对频率进行局部分析，Ψ₀(η)称为母小波；

连续小波变换表示为：

S表示尺度，δt表示采样间隔，x_n(n＝1,2,3…N)表示时间序列；

两个不同时域信号Xn和Yn的交叉小波被定义为：

W^XY＝W^XW^Y* 公式(2)

式中*表示复共轭，定义|W^XY|为功率谱，两个不同时域信号Xn和Yn的交叉小波W^XY是两个信号Xn和Yn交叉变换的结果；其绝对值为功率谱，其中复数矩阵|W^XY|的相位角为两个时间序列Xn和Yn在时频域上的相位差:

式中Φ_i(s)为两时间数列在时间t_i尺度s下的相位延迟；

分析脑氧参数和动脉压之间在不同频段的小波相关性和小波相位相关性：

小波相关性(WCO)公式为：

小波相位相关性(WPCO)公式为：

其中,是两组信号相位差在时域上的平均。