本申請涉及生物醫(yī)學(xué)的，尤其是涉及一種基于神經(jīng)多模態(tài)監(jiān)測技術(shù)的意識(shí)障礙患者腦功能評(píng)估系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、意識(shí)障礙是腦卒中、顱腦創(chuàng)傷、缺血缺氧腦病等多種神經(jīng)危重疾病最常見的臨床表現(xiàn)，意識(shí)障礙患者腦功能損傷到什么程度、能不能“醒”、感知能不能恢復(fù)是臨床醫(yī)生與患者家屬首要關(guān)心的問題之一，也是臨床醫(yī)生面臨的重大挑戰(zhàn)。目前對(duì)于意識(shí)障礙程度的評(píng)估主要依賴于臨床評(píng)分(如改良昏迷恢復(fù)量表[coma?recovery?scale?revised，crs-r])或單一的生理信號(hào)(如腦電或腦影像)。

2、然而，近年來隨著科技的發(fā)展，諸多新興的神經(jīng)監(jiān)測及腦信息分析技術(shù)不斷應(yīng)用于臨床，大大提高了臨床的診斷精度及對(duì)意識(shí)障礙的認(rèn)識(shí)。多模態(tài)神經(jīng)功能監(jiān)測的理念和方法也逐漸應(yīng)用于重癥醫(yī)學(xué)實(shí)踐。如何使用多模態(tài)神經(jīng)功能監(jiān)測技術(shù)對(duì)意識(shí)障礙患者腦功能評(píng)估成為生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域亟待解決的問題之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了使用多模態(tài)神經(jīng)功能監(jiān)測技術(shù)對(duì)意識(shí)障礙患者腦功能進(jìn)行評(píng)估，本申請?zhí)峁┮环N基于神經(jīng)多模態(tài)監(jiān)測技術(shù)的意識(shí)障礙患者腦功能評(píng)估系統(tǒng)。

2、本申請?zhí)峁┮环N基于神經(jīng)多模態(tài)監(jiān)測技術(shù)的意識(shí)障礙患者腦功能評(píng)估系統(tǒng)，采用如下的技術(shù)方案：

3、多模態(tài)數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取被評(píng)估者的多模態(tài)數(shù)據(jù)，所述多模態(tài)數(shù)據(jù)包括臨床行為學(xué)數(shù)據(jù)、腦血流數(shù)據(jù)、腦部影像數(shù)據(jù)和神經(jīng)電生理數(shù)據(jù)，其中，所述神經(jīng)電生理數(shù)據(jù)包括腦電圖和誘發(fā)電位數(shù)據(jù)，所述腦部影像數(shù)據(jù)包括腦結(jié)構(gòu)影像和腦功能影像；

4、多模態(tài)數(shù)據(jù)評(píng)估模塊，用于對(duì)所述臨床行為學(xué)數(shù)據(jù)、腦血流數(shù)據(jù)、腦部影像數(shù)據(jù)和神經(jīng)電生理數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估，得到每個(gè)模態(tài)數(shù)據(jù)的評(píng)估值；

5、綜合評(píng)估模塊，用于利用意識(shí)障礙蘇醒預(yù)測模型對(duì)多個(gè)所述評(píng)估值進(jìn)行處理，得到評(píng)估結(jié)果。

6、可選的，所述多模態(tài)數(shù)據(jù)評(píng)估模塊，包括：

7、第一評(píng)估子模塊，用于對(duì)臨床行為學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行crs-r評(píng)分，得到臨床行為學(xué)數(shù)據(jù)評(píng)分，將所述臨床行為學(xué)數(shù)據(jù)評(píng)分作為第一評(píng)估值；

8、第二評(píng)估子模塊，用于基于所述腦結(jié)構(gòu)影像確定病損分級(jí)，將所述病損分級(jí)作為第二評(píng)估值；

9、第三評(píng)估子模塊，用于基于所述腦功能影像確定腦網(wǎng)絡(luò)評(píng)分，將所述腦網(wǎng)絡(luò)評(píng)分作為第三評(píng)估值；

10、第四評(píng)估子模塊，用于基于所述腦血流數(shù)據(jù)確定血流分級(jí)，將所述血流分級(jí)作為第四評(píng)估值；

11、第五評(píng)估子模塊，用于基于所述腦電圖確定synek分級(jí)、睡眠腦電結(jié)構(gòu)分級(jí)、腦電反應(yīng)性分級(jí)、abcd模式分級(jí)以及相位同步性，將所述synek分級(jí)作為第五評(píng)估值、將所述睡眠腦電結(jié)構(gòu)分級(jí)作為第六評(píng)估值、將所述腦電反應(yīng)性分級(jí)作為第七評(píng)估值、將所述abcd模式分級(jí)作為第八評(píng)估值，將所述相位同步性作為第九評(píng)估值；

12、第六評(píng)估子模塊，用于基于所述誘發(fā)電位數(shù)據(jù)確定體感電位分級(jí)和聽覺電位分級(jí)，將所述感電位分級(jí)作為第十評(píng)估值，將所述聽覺電位分級(jí)作為第十一評(píng)估值。

13、可選的，所述意識(shí)障礙蘇醒預(yù)測模型由時(shí)序神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，所述意識(shí)障礙蘇醒預(yù)測模型獲取患者多時(shí)點(diǎn)的評(píng)估值，通過規(guī)范化的處理，形成數(shù)值變量，將所述數(shù)值變量輸入時(shí)序神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行特征提取，將提取的特征輸入至?xí)r序神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多層感知層，多層感知層按照預(yù)設(shè)時(shí)間步順序?qū)μ崛〉奶卣鬟M(jìn)行分析計(jì)算得到下一時(shí)間階段狀態(tài)轉(zhuǎn)歸結(jié)果預(yù)測。

14、可選的，所述第一評(píng)估子模塊，具體用于：

15、分別對(duì)聽覺、視覺、運(yùn)動(dòng)、語言、交流和覺醒進(jìn)行crs-r評(píng)分，得到crs-r總評(píng)分，將所述crs-r總評(píng)分作為臨床行為學(xué)數(shù)據(jù)評(píng)分。

16、可選的，所述第二評(píng)估子模塊，具體用于：

17、基于3t核磁共振t1、t2及flair序列從局限或廣泛、單側(cè)或雙側(cè)對(duì)腦結(jié)構(gòu)影像進(jìn)行評(píng)估，得到病損分級(jí)。

18、可選的，所述第三評(píng)估子模塊，具體用于：

19、基于靜息態(tài)功能磁共振的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)、背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)、執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)、突顯網(wǎng)絡(luò)、感覺輸入聽覺網(wǎng)絡(luò)、視覺網(wǎng)絡(luò)、感覺運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)腦功能影像進(jìn)行評(píng)估，得到腦網(wǎng)絡(luò)評(píng)分。

20、可選的，所述第四評(píng)估子模塊，具體用于：

21、基于經(jīng)顱多普勒經(jīng)顳窗或眼窗對(duì)雙側(cè)大腦中動(dòng)脈血流平均流速和搏動(dòng)指數(shù)進(jìn)行評(píng)估，得到血流分級(jí)。

22、可選的，所述第五評(píng)估子模塊，具體用于：

23、對(duì)非刺激狀態(tài)下的腦電圖進(jìn)行synek分級(jí)評(píng)估，得到synek分級(jí)；

24、運(yùn)用改良valente評(píng)分對(duì)患者的睡眠腦電進(jìn)行分級(jí),得到睡眠腦電結(jié)構(gòu)分級(jí)；

25、運(yùn)用聲音、疼痛、被動(dòng)睜眼等刺激進(jìn)行腦電反應(yīng)性評(píng)估分級(jí),到腦電反應(yīng)性分級(jí)；

26、對(duì)非刺激狀態(tài)下的腦電圖進(jìn)行預(yù)處理，基于預(yù)設(shè)規(guī)則將腦電數(shù)據(jù)劃分為多個(gè)不同頻段，利用welch法對(duì)多個(gè)不同頻段進(jìn)行分析，得到腦電功率譜；

27、基于腦電功率譜確定abcd模式分級(jí)；

28、基于公式計(jì)算相位同步性，其中，pxy(f)是x(t)和y(t)之間的交叉頻譜,pxx(f)和pyy(f)是頻率為f的對(duì)應(yīng)自頻譜，coh(f)為頻段的頻段相位同步性，其中，x對(duì)應(yīng)于左半球的電極數(shù)據(jù)，y對(duì)應(yīng)右半球數(shù)據(jù)。

29、可選的，所述第六評(píng)估子模塊，具體用于：

30、獲取檢測到的體感電位的各波波形、波幅及潛伏期，基于體感電位的各波波形、波幅及潛伏期確定各波波形、波幅及潛伏期確定體感電位分級(jí)；

31、獲取檢測到的聽覺電位的各波波形、波幅及潛伏期，基于聽覺電位的各波波形、波幅及潛伏期確定聽覺電位分級(jí)。

32、可選的，還包括：

33、數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊，用于對(duì)功能磁共振數(shù)據(jù)進(jìn)行刪減圖層、時(shí)間校正、頭動(dòng)校正、圖像配準(zhǔn)、空間標(biāo)準(zhǔn)化和空間平滑；

34、還用于對(duì)腦電圖進(jìn)行通道定位、去除無用電極、濾波、降采樣、分段、插補(bǔ)壞電極、剪壞段、獨(dú)立成分分析、去除偽跡、去除極端值和重參考。

35、綜上所述，本申請包括以下至少一種有益技術(shù)效果：

36、本發(fā)明采集并整合腦結(jié)構(gòu)影像、腦功能影像、腦血流及神經(jīng)電生理四大方面的神經(jīng)多模態(tài)檢測數(shù)據(jù)對(duì)意識(shí)障礙患者的腦功能進(jìn)行系統(tǒng)性地評(píng)估，并將神經(jīng)多模態(tài)檢測技術(shù)與臨床行為學(xué)量表評(píng)估相結(jié)合，提高意識(shí)障礙程度診斷的正確率。

技術(shù)特征：

1.一種基于神經(jīng)多模態(tài)監(jiān)測技術(shù)的意識(shí)障礙患者腦功能評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于神經(jīng)多模態(tài)監(jiān)測技術(shù)的意識(shí)障礙患者腦功能評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，所述多模態(tài)數(shù)據(jù)評(píng)估模塊，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于神經(jīng)多模態(tài)監(jiān)測技術(shù)的意識(shí)障礙患者腦功能評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，所述意識(shí)障礙蘇醒預(yù)測模型由時(shí)序神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，所述意識(shí)障礙蘇醒預(yù)測模型獲取患者多時(shí)點(diǎn)的評(píng)估值，通過規(guī)范化的處理，形成數(shù)值變量，將所述數(shù)值變量輸入時(shí)序神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行特征提取，將提取的特征輸入至?xí)r序神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多層感知層，多層感知層按照預(yù)設(shè)時(shí)間步順序?qū)μ崛〉奶卣鬟M(jìn)行分析計(jì)算得到下一時(shí)間階段狀態(tài)轉(zhuǎn)歸結(jié)果預(yù)測。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于神經(jīng)多模態(tài)監(jiān)測技術(shù)的意識(shí)障礙患者腦功能評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，所述第一評(píng)估子模塊，具體用于：

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于神經(jīng)多模態(tài)監(jiān)測技術(shù)的意識(shí)障礙患者腦功能評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，所述第二評(píng)估子模塊，具體用于：

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于神經(jīng)多模態(tài)監(jiān)測技術(shù)的意識(shí)障礙患者腦功能評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，所述第三評(píng)估子模塊，具體用于：

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于神經(jīng)多模態(tài)監(jiān)測技術(shù)的意識(shí)障礙患者腦功能評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，所述第四評(píng)估子模塊，具體用于：

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于神經(jīng)多模態(tài)監(jiān)測技術(shù)的意識(shí)障礙患者腦功能評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，所述第五評(píng)估子模塊，具體用于：

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于神經(jīng)多模態(tài)監(jiān)測技術(shù)的意識(shí)障礙患者腦功能評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，所述第六評(píng)估子模塊，具體用于：

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于神經(jīng)多模態(tài)監(jiān)測技術(shù)的意識(shí)障礙患者腦功能評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種基于神經(jīng)多模態(tài)監(jiān)測技術(shù)的意識(shí)障礙患者腦功能評(píng)估系統(tǒng)，屬于生物醫(yī)學(xué)的技術(shù)領(lǐng)域，其系統(tǒng)包括：多模態(tài)數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取被評(píng)估者的多模態(tài)數(shù)據(jù)，多模態(tài)數(shù)據(jù)包括臨床行為學(xué)數(shù)據(jù)、腦血流數(shù)據(jù)、腦部影像數(shù)據(jù)和神經(jīng)電生理數(shù)據(jù)，其中，神經(jīng)電生理數(shù)據(jù)包括腦電圖和誘發(fā)電位數(shù)據(jù)，腦部影像數(shù)據(jù)包括腦結(jié)構(gòu)影像和腦功能影像；多模態(tài)數(shù)據(jù)評(píng)估模塊，用于對(duì)臨床行為學(xué)數(shù)據(jù)、腦血流數(shù)據(jù)、腦部影像數(shù)據(jù)和神經(jīng)電生理數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估，得到每個(gè)模態(tài)數(shù)據(jù)的評(píng)估值；綜合評(píng)估模塊，用于利用意識(shí)障礙蘇醒預(yù)測模型對(duì)多個(gè)評(píng)估值進(jìn)行處理，得到評(píng)估結(jié)果。本申請具有使用多模態(tài)神經(jīng)功能監(jiān)測技術(shù)對(duì)意識(shí)障礙患者腦功能進(jìn)行評(píng)估，提高評(píng)估準(zhǔn)確性的效果。

技術(shù)研發(fā)人員：袁方,王立新,伍世表
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東省中醫(yī)院（廣州中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院、廣州中醫(yī)藥大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院、廣東省中醫(yī)藥科學(xué)院）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9