[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

说明书

本发明的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，首先检测人体局部脑组织氧饱和度、局部组织血红蛋白浓度指数和局部脑组织总血红蛋白浓度变化量；并测量人体动脉压；然后采用小波交叉变换法分析各参数之间的相关性和相位相关性；最后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。本发明通过测量人体大脑皮层血红蛋白浓度、脑氧饱和度与动脉压，及几个测量结果之间相关性，可以间接地评价脑血流自主调节能力，术前预估病人死亡率，术中定量确定不同人的动脉压的范围，以及术后评估病人恢复情况。

技术领域

本发明涉及一种生物医学工程技术领域，特别涉及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。

背景技术

通过测量人体大脑皮层血红蛋白浓度、脑氧饱和度与动脉压，并通过特定方式计算上述几个测量结果之间相关性，可以间接地评价脑血流自主调节(CA，Cerebralautoregulation)能力，从而可以术前预估病人死亡率，术中定量的确定不同人的动脉压的范围，以及术后评估病人恢复情况。

基于脑血流自主调节的评估，已有相关的人员进行了研究，如临床上用到的Mx、PRx。但它们的使用存在着很大的局限性，Mx参数表示的是大脑中动脉血流速度与动脉压之间的相关性，而大脑中动脉血流速度是通过经颅多普勒技术测量得到的，这种测量方式可靠性很大程度上依赖操作者的技术，而且骨窗穿透不良时无法进行检查，且其只能进行短时间的连续测量。PRx表示的是颅内压与动脉压之间的关系，而颅内压在测量时需要将颅内压检测探测仪探头置于颅内，即测量是有创的，因此极大的限制了其适用范围。脑氧间接的反映了脑血流变化情况，计算脑氧和动脉压之间的相关性，可以实现临床上的无创、连续、实时监测，并且操作简便。目前就脑氧与动脉压之间的关系已有相关研究人员做出一定的研究，但算法不够完善，准确定和有效性有待进一步验证，临床上还未推广。

小波分析是当前应用数学和工程学科中一个迅速发展的新领域，经过近30年的探索研究，重要的数学形式化体系已经建立。与傅里叶变换相比，小波变换是空间(时间)和频率的局部变换，因而能有效地从信号中提取信息。通过伸缩和平移等运算功能可对函数或信号进行多尺度的细化分析，解决了傅里叶变换不能解决的许多困难问题。

本发明就脑氧与动脉压之间的关系提出了新的研究方法和参数，使用小波分析方法在频域上就不同频段对参数进行分析，而不同的频段具有不同的生理意义，因此使本发明的评价方法更具有针对性。

发明内容

本发明提供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，解决了现有技术中存在的问题，提高了脑血流自主调节能力评价的精度和检测效率。

第一方面，本发明所述技术方案如下：

本发明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，包括以下步骤：

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。

优选地，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：