異動癥評估設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于醫(yī)療裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可評估異動癥的監(jiān)測設(shè)備及其 信號分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 異動癥(Dyskinesia)是一種異常的不自主運動，包括舞蹈病、投擲運動、舞蹈手足 徐動癥及運動障礙等，常表現(xiàn)為軀干、肢體的不自主的或舞蹈樣多動或肌張力失常，常常出 現(xiàn)在亨廷頓病、長期使用多巴胺類藥物治療的帕金森氏癥及長期使用神經(jīng)制劑治療的延遲 性異動癥等疾病中。這種異常動作無法被患者本身控制，所以為患者帶來很大的不便、甚至 痛苦。
[0003] 目前異動癥的臨床評估量表不盡完善，如AMS評估量表主要評估患者的異動癥程 度，Goetz評估量表主要評估異動癥對患者生活的影響。并且，在臨床評估時不一定出現(xiàn)異 動癥，如帕金森病異動癥只在服藥的峰劑期和藥效的消退期出現(xiàn)，因此主要依靠患者的記 憶進(jìn)行評估，評估結(jié)果受患者和醫(yī)生的主觀影響大。
[0004] 目前異動癥評估算法的不足之處在于：在日常生活中，患者進(jìn)行主動運動時的評 估準(zhǔn)確率低，如步行;與患者其他癥狀的可分性差，如行動遲緩;評估量表不盡完善，往往以 單一的評估量表為"金標(biāo)準(zhǔn)"建立評估模型。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 本實用新型的目的在于能讓異動癥患者獲得準(zhǔn)確而及時的治療。
[0006] 為實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型提供一種異動癥評估設(shè)備，包括體外傳感 裝置和體內(nèi)植入裝置，所述體外傳感裝置包括單軸或多軸的加速度計和/或陀螺儀、第一處 理器及第一通信模塊，所述體內(nèi)植入裝置包括第二通信模塊及刺激模塊，所述第一通信模 塊與第二通信模塊之間信號雙向連接，所述體外傳感裝置采集的數(shù)據(jù)經(jīng)分析轉(zhuǎn)化后傳送至 所述體內(nèi)植入裝置。
[0007] 作為本實用新型一實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，該設(shè)備還包括數(shù)據(jù)分析裝置，所述數(shù) 據(jù)分析裝置與體外傳感裝置通過通信網(wǎng)絡(luò)連接。
[0008] 作為本實用新型一實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，該設(shè)備還包括濾波器，所述濾波器設(shè) 置于體外傳感裝置、體內(nèi)植入裝置或數(shù)據(jù)分析裝置中。
[0009] 作為本實用新型一實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，濾波器為成對設(shè)置的高通濾波器與低 通濾波器。
[0010] 作為本實用新型一實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，濾波器為帶通濾波器。
[0011] 作為本實用新型一實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，濾波器為切比雪夫濾波器、巴特沃斯 濾波器、橢圓濾波器、經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解或小波變換濾波器。
[0012] 作為本實用新型一實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，濾波器的高通濾波的截止頻率為 0.05Ηζ-1Ηz，所述低通濾波的截止頻率為3.5-4Hz。
[0013] 作為本實用新型一實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，體外傳感裝置還包括存儲器。
[0014] 作為本實用新型一實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，第一處理器與單軸或多軸的加速度計 和/或陀螺儀耦合，并根據(jù)存儲器中存儲的編程程序進(jìn)行信號采集與處理。
[0015] 作為本實用新型一實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，體內(nèi)植入裝置包括第二處理器，所述 第二處理器根據(jù)體外傳感裝置所傳送的數(shù)據(jù)向刺激模塊發(fā)送指令。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供的異動癥評估設(shè)備可提取更加穩(wěn)定、可分性好 的特征數(shù)據(jù)以區(qū)分異動癥與行動遲緩、肌強(qiáng)直、主動運動，可用于評估異動癥治療方案的有 效性，指導(dǎo)醫(yī)生調(diào)整用藥，或用于調(diào)整體內(nèi)植入裝置的刺激程序。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本實用新型異動癥評估設(shè)備一實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖2是本實用新型異動癥評估設(shè)備的評估流程圖；
[0019] 圖3是本實用新型一實施方式中提取與異動癥相關(guān)聯(lián)特征的時間窗示意圖；
[0020] 圖4是本實用新型一實施方式中主頻率Fp及主頻率帶寬Wp的示意圖。
【具體實施方式】
[0021] 以下將結(jié)合附圖所示的【具體實施方式】對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實施方 式并不限制本實用新型，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或 功能上的變換均包含在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0022] 異動癥評估的難點在于，其運動頻率范圍與行動遲緩、肌強(qiáng)直及主動運動有所重 疊，難以簡單地通過濾波進(jìn)行判別，而且異動癥和主動運動的運動幅度差異較小，因此需要 提取穩(wěn)定、可分性好的特征進(jìn)行分析。本實用新型的依據(jù)在于異動癥與行動遲緩、肌強(qiáng)直及 主動運動的主要頻率范圍有所差異，因此對不同的頻率范圍的數(shù)據(jù)可以分別提取特征，如 1-1.5Hz，1.5-2Hz，2-2.5Hz等，可以采用但不局限于兩個頻率范圍內(nèi)能量的比值。在固定時 間窗范圍內(nèi)異動癥的運動次數(shù)比正常運動多，比如主動運動在2min內(nèi)運動5次，而異動癥不 受控制，可能會出現(xiàn)10次甚至更多次。
[0023] 具體的，本實用新型提供一種異動癥評估設(shè)備，其包括體外傳感裝置。體外傳感裝 置可以佩戴于但不限于手腕、腳踝、軀干或肩部。根據(jù)主要出現(xiàn)異動癥的部位，可以佩戴單 個或多個體外傳感裝置。
[0024] 為有效區(qū)分異動癥和行動遲緩、肌強(qiáng)直及主動運動，本實用新型所采集的運動數(shù) 據(jù)包括以下四類:在日常生活的常見動作中，如坐、步行、吃飯和喝水等，不同嚴(yán)重程度異動 癥的運動數(shù)據(jù)，不出現(xiàn)異動癥而出現(xiàn)行動遲緩、肌強(qiáng)直等的運動數(shù)據(jù)，正常對照組的運動數(shù) 據(jù)，及在安靜休息時不同嚴(yán)重程度異動癥的運動數(shù)據(jù)。
[0025] 如圖1所示，體外傳感裝置包括依次電連接的傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、處理器、存儲器 及通信模塊。其中，存儲器可以是非易失性存儲器，也可以是易失性存儲器。處理器優(yōu)選與 傳感器耦合以監(jiān)測患者狀態(tài)并根據(jù)存儲器中存儲的編程程序進(jìn)行信號采集與處理的電路。
[0026]通信模塊用于體外傳感裝置與電腦、病人控制器、體內(nèi)植入裝置或其他外部設(shè)備 的信息傳輸。信息傳輸可以為單向的，也可以為雙向的。通信模塊包括無線通信模塊和/或 有線通信模塊。無線通信模塊可以用來與體內(nèi)植入裝置進(jìn)行信息傳輸，也可通過無線網(wǎng)絡(luò) 與其他外部設(shè)備連接。有線通信模塊通過有線網(wǎng)絡(luò)與電腦或其他載體連接。
[0027] 本實用新型采用內(nèi)置或外置電源為體外傳感裝置供電。內(nèi)置電源為電池組或電 池，可以是干電池或充電電池。優(yōu)選使用鋰電池（例如鋰離子或鋰聚合物）。如果可充電，則 將電池與充電電路耦合，從而使得電池與外部電源周期性地耦合進(jìn)行充電。
[0028] 傳感器為單軸或多軸的加速度計和/或陀螺儀。
[0029] 異動癥評估設(shè)備還包括體內(nèi)植入裝置。體內(nèi)植入裝置包括刺激模塊，可通過電極 對患者發(fā)送電刺激以治療或緩解異動癥。體內(nèi)植入裝置還包括處理器，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理。例 如，分類器可設(shè)置于體內(nèi)植入裝置的程序中，以根據(jù)分析數(shù)據(jù)對異動癥嚴(yán)重程度進(jìn)行定性。 該處理器還可根據(jù)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果對刺激模塊發(fā)送指令。體內(nèi)植入裝置還設(shè)置無線通信模 塊，用于與體外傳感裝置進(jìn)行雙向的信號傳輸。
[0030] 必要時，異動癥評估設(shè)備還可以包括數(shù)據(jù)處理裝置，例如PC機(jī)。雖然體外傳感裝置 和體內(nèi)植入裝置可以完成數(shù)據(jù)的采集和分析過程，但設(shè)置單獨的數(shù)據(jù)處理裝置進(jìn)行分析和 運算的優(yōu)勢在于，可以減少體外傳感裝置和體內(nèi)植入裝置的耗電，延長電池續(xù)航時間，也便 于醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行監(jiān)測和調(diào)整操作。
[0031] 本實用新型異動癥評估設(shè)備還包括濾波器，其可選擇性地設(shè)置于體外傳感裝置或 體內(nèi)植入裝置或數(shù)據(jù)處理裝置中，或者作為單獨的外部設(shè)備與體外傳感裝置電連接。優(yōu)選 的，濾波器為成對配置的高通濾波器和低通濾波器，或者為帶通濾波器。
[0032] 圖2示意性示出本實用新型異動癥評估設(shè)備評估異動癥的流程圖。該方法使用體 外傳感裝置采集傳感器數(shù)據(jù)，包括單個或多個單軸或多軸加速度數(shù)據(jù)和/或陀螺儀數(shù)據(jù)。
[0033] 傳感器數(shù)據(jù)中可能包括線性漂移或其他直流分量，通過高通濾波濾除。而對于帕 金森氏癥，靜息性震顫的頻率范圍為4-6Hz，而異動癥運動頻率較低，因此還需對傳感器數(shù) 據(jù)進(jìn)行低通濾波以去除靜息性震顫成分?？梢圆捎酶咄V波器和低通濾波器，也可以采用 帶通濾波器替代，以提取異動癥頻率范圍內(nèi)的運動數(shù)據(jù)。濾波器類型包括但不局限于切比 雪夫濾波器、巴特沃斯濾波器、橢圓濾波器、經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解或小波變換等。
[0034] 如圖3所示，連續(xù)采集觀察時間窗S的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。其中，若窗長過短則包 含的與癥狀相關(guān)的信息較少，會導(dǎo)致假陽性率升高；另一方面，由于主動運動的影響，若窗 長過長則會降低檢測精度和準(zhǔn)確率。
[0035] 采用滑動時間窗S1對觀察時間窗S的數(shù)據(jù)進(jìn)行截取。提取截取后數(shù)據(jù)段中與運動 強(qiáng)度、頻率及特定時間內(nèi)的運動次數(shù)等相關(guān)的特征數(shù)據(jù)，或者對截取段數(shù)據(jù)積分得到速度 或角度后再提取與運動強(qiáng)度、頻率及特定時間內(nèi)的運動次數(shù)等相關(guān)的特征數(shù)據(jù)。特征數(shù)據(jù) 可以選用但不局限于均方根、主頻率、主頻率能量與總體能量的比值，可以采用半波算法、 面積算法、線長算法等。如果采用多個傳感器，還可對各傳感器進(jìn)行互相關(guān)分析，計算不同 頻率范圍內(nèi)的能量或速度比值，或進(jìn)行相干分析等。
[0