[发明专利]一种椎间孔镜手术中脊髓和神经监护的系统与方法

权利要求书

1.一种椎间孔镜手术中脊髓和神经监护的系统，包括肌电电极、角度传感器、传声器、采集器、处理器和显示器，其中：

所述肌电电极用于传导目标的肌电信号；

所述角度传感器用于传感目标在进行肢体活动时，相应关节的弯曲角度信号；

所述传声器用于采集手术过程中的语音信息，并将其转换为模拟电信号；

所述采集器用于同步实时采集来自于所述肌电电极、所述角度传感器和所述传声器的模拟电信号，并将这些模拟电信号转换为数字电信号，进而发送给所述处理器；

所述处理器对接收到的数字信号进行分析处理，判断目标是否根据所述语音信息所包含的指令完成相关肢体活动，得到脊髓和神经的状态信息，并经由所述显示器进行显示。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述肌电电极是植入式电极或表面贴片电极。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述角度传感器由电位器构成的位移传感器经过位移-角度变换获得，或采用惯性测量单元。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理器是计算机、片上系统芯片或数字信号处理器。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理器根据以下步骤获得脊髓和神经的状态信息：

若根据所述语音信息检测到医生已下达相关指令，则采集下达指令之后的肌电特征和关节弯曲角度；

将下达指令后的肌电特征输入到经训练的关节角度预测模型，预测关节弯曲角度，并计算与所采集的实际的关节弯曲角度之间的差值；

如所有指令下对应的差值均位于设定的阈值范围内，则经由所述显示器提示医生正常进行手术；

在所有指令下对应的差值均超过所述阈值范围，则经由所述显示器提示医生停止手术；

若所有指令下对应的差值中，有部分差值超过所述阈值范围，则根据所述关节角度预测模型的预测结果来分析，如果预测的关节弯曲角度与实际的关节弯曲角度之差在设定的允许误差范围内，则经由所述显示器提示在一段时间之后继续完成动作。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，根据以下步骤训练所述关节角度预测模型：

采集多种肢体活动时的肌电信号进行滤波，以滤除干扰；

针对滤波后肌电信号，提取与关节角度相关的时频域特征，构建样本数据集，每条样本反映肌电信号的时频域特征与关节弯曲角度之间的对应关系；

建立关节角度预测模型，以肌电信号对应的时频域特征作为输入，以关节的弯曲角度作为输出，利用所述样本数据集进行训练，获得模型参数。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述关节角度预测模型是线性判别分析模型或神经网络模型。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，在手术过程中，所述处理器还执行以下步骤：

在未检测到语音信息的情况下，检测肌电信号的数据特征或关节弯曲角度是否超过设定的阈值，以判断是否出现异常情况；

在判断为出现异常情况下，排除目标自主活动或外界噪声干扰情况之后，若异常情况依然没有消失，则经由所述显示器提示医生停止手术。

9.一种基于权利要求1至8任一项所述系统的椎间孔镜手术中脊髓和神经监护的方法，包括以下步骤：

获取目标的肌电信号、目标在进行肢体活动时相应关节的弯曲角度信号，并采集手术过程中的医生的语音指令；

判断目标是否根据语音指令完成相关肢体活动，得到脊髓和神经的状态信息，并输出显示。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，该计算机程序被处理器执行时实现根据权利要求9所述的方法的步骤。