異動(dòng)癥評(píng)估設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于醫(yī)療裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可評(píng)估異動(dòng)癥的監(jiān)測(cè)設(shè)備及其 信號(hào)分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 異動(dòng)癥(Dyskinesia)是一種異常的不自主運(yùn)動(dòng)，包括舞蹈病、投擲運(yùn)動(dòng)、舞蹈手足 徐動(dòng)癥及運(yùn)動(dòng)障礙等，常表現(xiàn)為軀干、肢體的不自主的或舞蹈樣多動(dòng)或肌張力失常，常常出 現(xiàn)在亨廷頓病、長(zhǎng)期使用多巴胺類(lèi)藥物治療的帕金森氏癥及長(zhǎng)期使用神經(jīng)制劑治療的延遲 性異動(dòng)癥等疾病中。這種異常動(dòng)作無(wú)法被患者本身控制，所以為患者帶來(lái)很大的不便、甚至 痛苦。
[0003] 目前異動(dòng)癥的臨床評(píng)估量表不盡完善，如AMS評(píng)估量表主要評(píng)估患者的異動(dòng)癥程 度，Goetz評(píng)估量表主要評(píng)估異動(dòng)癥對(duì)患者生活的影響。并且，在臨床評(píng)估時(shí)不一定出現(xiàn)異 動(dòng)癥，如帕金森病異動(dòng)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(píng)估，評(píng)估結(jié)果受患者和醫(yī)生的主觀影響大。
[0004] 目前異動(dòng)癥評(píng)估算法的不足之處在于：在日常生活中，患者進(jìn)行主動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)的評(píng) 估準(zhǔn)確率低，如步行;與患者其他癥狀的可分性差，如行動(dòng)遲緩;評(píng)估量表不盡完善，往往以 單一的評(píng)估量表為"金標(biāo)準(zhǔn)"建立評(píng)估模型。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型的目的在于能讓異動(dòng)癥患者獲得準(zhǔn)確而及時(shí)的治療。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型提供一種異動(dòng)癥評(píng)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(jì)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(hào)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(shí)用新型一實(shí)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(guò)通信網(wǎng)絡(luò)連接。
[0008] 作為本實(shí)用新型一實(shí)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(shí)用新型一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，濾波器為成對(duì)設(shè)置的高通濾波器與低 通濾波器。
[0010] 作為本實(shí)用新型一實(shí)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(shí)用新型一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，濾波器為切比雪夫?yàn)V波器、巴特沃斯 濾波器、橢圓濾波器、經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解或小波變換濾波器。
[0012] 作為本實(shí)用新型一實(shí)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(shí)用新型一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，體外傳感裝置還包括存儲(chǔ)器。
[0014] 作為本實(shí)用新型一實(shí)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(jì) 和/或陀螺儀耦合，并根據(jù)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的編程程序進(jìn)行信號(hào)采集與處理。
[0015] 作為本實(shí)用新型一實(shí)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(shí)用新型提供的異動(dòng)癥評(píng)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(dòng)癥與行動(dòng)遲緩、肌強(qiáng)直、主動(dòng)運(yùn)動(dòng)，可用于評(píng)估異動(dòng)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(shuō)明】
[0017] 圖1是本實(shí)用新型異動(dòng)癥評(píng)估設(shè)備一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖2是本實(shí)用新型異動(dòng)癥評(píng)估設(shè)備的評(píng)估流程圖；
[0019] 圖3是本實(shí)用新型一實(shí)施方式中提取與異動(dòng)癥相關(guān)聯(lián)特征的時(shí)間窗示意圖；
[0020] 圖4是本實(shí)用新型一實(shí)施方式中主頻率Fp及主頻率帶寬Wp的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 以下將結(jié)合附圖所示的【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實(shí)施方 式并不限制本實(shí)用新型，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)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(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0022] 異動(dòng)癥評(píng)估的難點(diǎn)在于，其運(yùn)動(dòng)頻率范圍與行動(dòng)遲緩、肌強(qiáng)直及主動(dòng)運(yùn)動(dòng)有所重 疊，難以簡(jiǎn)單地通過(guò)濾波進(jìn)行判別，而且異動(dòng)癥和主動(dòng)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)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(shí)用新型的依據(jù)在于異動(dòng)癥與行動(dòng)遲緩、肌強(qiáng)直及 主動(dòng)運(yùn)動(dòng)的主要頻率范圍有所差異，因此對(duì)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(gè)頻率范圍內(nèi)能量的比值。在固定時(shí) 間窗范圍內(nèi)異動(dòng)癥的運(yùn)動(dòng)次數(shù)比正常運(yùn)動(dòng)多，比如主動(dòng)運(yùn)動(dòng)在2min內(nèi)運(yùn)動(dòng)5次，而異動(dòng)癥不 受控制，可能會(huì)出現(xiàn)10次甚至更多次。
[0023] 具體的，本實(shí)用新型提供一種異動(dòng)癥評(píng)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(dòng)癥的部位，可以佩戴單 個(gè)或多個(gè)體外傳感裝置。
[0024] 為有效區(qū)分異動(dòng)癥和行動(dòng)遲緩、肌強(qiáng)直及主動(dòng)運(yùn)動(dòng)，本實(shí)用新型所采集的運(yùn)動(dòng)數(shù) 據(jù)包括以下四類(lèi):在日常生活的常見(jiàn)動(dòng)作中，如坐、步行、吃飯和喝水等，不同嚴(yán)重程度異動(dòng) 癥的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，不出現(xiàn)異動(dòng)癥而出現(xiàn)行動(dòng)遲緩、肌強(qiáng)直等的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，正常對(duì)照組的運(yùn)動(dòng)數(shù) 據(jù)，及在安靜休息時(shí)不同嚴(yán)重程度異動(dòng)癥的運(yùn)動(dòng)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(chǔ)器 及通信模塊。其中，存儲(chǔ)器可以是非易失性存儲(chǔ)器，也可以是易失性存儲(chǔ)器。處理器優(yōu)選與 傳感器耦合以監(jiān)測(cè)患者狀態(tài)并根據(jù)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的編程程序進(jìn)行信號(hào)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(wú)線通信模塊和/或 有線通信模塊。無(wú)線通信模塊可以用來(lái)與體內(nèi)植入裝置進(jìn)行信息傳輸，也可通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò) 與其他外部設(shè)備連接。有線通信模塊通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)與電腦或其他載體連接。
[0027] 本實(shí)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(jì)和/或陀螺儀。
[0029] 異動(dòng)癥評(píng)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(guò)電極 對(duì)患者發(fā)送電刺激以治療或緩解異動(dòng)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(lèi)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(duì)異動(dòng)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(duì)刺激模塊發(fā)送指令。體內(nèi)植入裝置還設(shè)置無(wú)線通信模 塊，用于與體外傳感裝置進(jìn)行雙向的信號(hào)傳輸。
[0030] 必要時(shí)，異動(dòng)癥評(píng)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(guò)程，但設(shè)置單獨(dú)的數(shù)據(jù)處理裝置進(jìn)行分析和 運(yùn)算的優(yōu)勢(shì)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(zhǎng)電池續(xù)航時(shí)間，也便 于醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)整操作。
[0031] 本實(shí)用新型異動(dòng)癥評(píng)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(dú)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(duì)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(shí)用新型異動(dòng)癥評(píng)估設(shè)備評(píng)估異動(dòng)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(gè)或多個(gè)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(guò)高通濾波濾除。而對(duì)于帕 金森氏癥，靜息性震顫的頻率范圍為4-6Hz，而異動(dòng)癥運(yùn)動(dòng)頻率較低，因此還需對(duì)傳感器數(shù) 據(jù)進(jìn)行低通濾波以去除靜息性震顫成分。可以采用高通濾波器和低通濾波器，也可以采用 帶通濾波器替代，以提取異動(dòng)癥頻率范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。濾波器類(lèi)型包括但不局限于切比 雪夫?yàn)V波器、巴特沃斯濾波器、橢圓濾波器、經(jīng)驗(yàn)?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(shí)間窗S的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。其中，若窗長(zhǎng)過(guò)短則包 含的與癥狀相關(guān)的信息較少，會(huì)導(dǎo)致假陽(yáng)性率升高；另一方面，由于主動(dòng)運(yùn)動(dòng)的影響，若窗 長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)則會(huì)降低檢測(cè)精度和準(zhǔn)確率。
[0035] 采用滑動(dòng)時(shí)間窗S1對(duì)觀察時(shí)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(yùn)動(dòng) 強(qiáng)度、頻率及特定時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)次數(shù)等相關(guān)的特征數(shù)據(jù)，或者對(duì)截取段數(shù)據(jù)積分得到速度 或角度后再提取與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、頻率及特定時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)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(zhǎng)算法等。如果采用多個(gè)傳感器，還可對(duì)各傳感器進(jìn)行互相關(guān)分析，計(jì)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。
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