术中神经电生理监测系统设计与预警研究

发布时间：2020-09-16 12:44

　　在临床手术中,术中神经电生理监测越来越广泛地应用于神经外科、骨科、脊柱矫形、心血管外科及五官科的各种临床手术。术中人体神经信号系统监测已逐发展成为现代临床医学中的一个非常重要的组成部分。术中神经电信号生理检测,可以根据感觉神经和运动传导神经系统的电生理信号的改变、脑皮质生物电活动的改变以及脑部血流灌流的状态,客观地、有效地评估处于手术中危险状态下病人神经系统功能的完整性。因此,术中神经电生理监测(IONM)经常被用来实时评估脊髓、神经结构的状态,提高医生或机器人操作手术的安全性,降低手术的风险。但是目前手术中神经电生理监测技术还不是非常成熟和完善,在某些特殊情况下,受各种外界因素(如麻醉、电干扰、机械故障等)噪声的干扰影响,经常会出现假阴性或假阳性的监测结论,很难做到较高的准确预测率。本课题的研究基于辅助脊柱微创手术机器人的术中神经电监测,利用BioRadio生理信号多通道监测设备,通过采集多通道的体感诱发电位、自发肌电图,分析后告知手术中的脊柱神经传导通路的完整性,构建了一种利用无线传输的神经电生理监测与预警系统。对于数据采集模块重点研究了信号采集中的数据预处理,通过滤波算法对波形去噪,由于诱发电位受年龄、身高等因素影响比较明显,因此滤波后的数据最后还要进行标准化处理。根据需求,设计出了软件界面,用来显示实时波形和实时预警信息,并通过UDP协议和手术机械臂通信,及时传递预警信号,防止手术机器人执行末端对脊柱进一步的神经系统损伤。课题分别进行了动物实验和人体实验,进行了滤波算法和预警算法的测试,获得了期望的结果,完成了课题的预期目标。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：R741.044
【部分图文】：

微创手术,脊柱,中枢神经系统,脊椎

- 1 -图 1-1 脊柱解剖图[1]国医疗水平的不断提高，脊柱微创手术机器人逐渐但是脊柱微创手术毕竟是一种新型的脊椎纠正和治，中枢神经系统在手术过程中极有可能被误伤，这进去，而且因为种种原因，正在进行中手术正在实并没有察觉，进而会更进一步加深伤害。神经损害。为了更好地辅助脊柱微创手术机器人安全精准的可能地捕捉到并分析清除由于手术机器人的手术操

神经根,脊髓,混合神经,神经信号

研究大概分为两种方向，混合神经流脉冲刺激手腕的正中神经或下肢神经线到达脊髓，能够监测神经根脉冲刺激表面的皮肤区域，这段皮的信号沿单一神经到达脊髓，此种ai 等[23]认为，如果神经根被横断切要高。Dikmen 等[24]对 D-SSEPs 敏皮肤表面神经节点可能会受多个脊，未受损的周围神经信号可能会覆信号传进来的神经信号。位(motor evoked potentials,MEPs)的手术[25]。目前监测手段有：对 D 波测作为业界的“金标准”，常用来监基线降低 50% 以上,很有可能已造示是一种分析感觉诱发电位的方法

对比图,带通滤波,对比图,诱发电位

图 1-3 带通滤波输入后经过平均叠加后的对比图[28]究现状29]提出一种基于形态分量分析的快速提取办法数就可以达到目的，为了改善稀疏表错误分解问信号叠加平均结果为基准，然后使用 K-SVD 过完备字典，最后对实时信号进行混合稀疏表示的体感诱发电位，有用小波变换技术来研究的[诱发电位信号成分，这种方法能够精确分析电信理论和 Informax ICA 的听、视觉诱发电位提取上广泛使用的是平均叠加技术,它虽然简单方便疲劳；且丢失大量的动态信息无法准确描述诱发点研究了运用粗集理论与 Informax IC A 相结电位和翻转模式视觉诱发电位。采集的诱发电位诱发电位和与诱发电位频带相同并混合重叠的强

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