资源描述:
《震颤行为定量检测仪的研制与初步临床应用_王广志》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、北京生物医学工程1994年第13卷第4期211震颤行为定量检测仪的研制与初步临床应用‘清华大学生物医学工程专业王广志谭富传丁海曙北京市神经外科研究所康福安孙志强内容提要震颤行为是,巴金森氏病的一种常见的临床表现目前在临床中对震颤行为的定量描述方法和定量分级标准尚未形成。作者介绍了利用光电位置检测技术构成的计算机化的震颤行为定量检测仪的原理和初步临床应。用情况关镇词震颤巴金森氏病光电位置检测位移测量,震颤行为是巴金森氏病的一种常见的外部表现临床观察可见病人安静时肢体存在有节,,,律的震颤行为多数病人早期症状从手指开始呈现每秒4~6次的捻丸动作并逐渐扩展到下、,。领口唇等部位以
2、至全身严重影响患者的生活和工作在神经科临床中一些其它病症如小脑、,也会。共济失调甲状腺功能亢进等引起肢体动作的震颤行为,目前国内外神经科临床中对震颤行为尚缺乏定量的描述方法和分级标准而在临床和研,究工作中迫切需要建立对震颤行为的客观定量测量手段以便研究震颤行为与病情的相关关,,,系进而研究病情的定量分级标准为诊断和治疗提供定量可靠的数据在疾病的早期发现和评价治疗效果等方面为临床提供有意义的检测报告。为了对震颤行为进行定量描述,需要对特,:,定震颤部位的运动参数进行定量测量和分析这些参数包括运动的幅度(位移)运动的速度和加速度,。,运动频率以及震颤运动的轨迹图在测量的基础上要
3、对参数进行统计处理分析其规律及与病情的相关性。对上述参数的测量有多种方法,但考虑到测量对象的特殊性,要求在,测量中不能对受试者的震颤行为造成影响因此不能采用一般测量机械运动时在待测部位固结机械传感器的方法。本项研究采用光电位置检测技术,是无接触、无损伤的测量方法,实测精,,,,,度高数据直接由计算机采集和处理能及时显示处理结果信息反馈快测量成本低便于大样本测量和统计分析。,,在神经科临床中巴金森氏病和其它运动障碍性疾病严重影响患者(以中老年患者居多),,的生活和工作震颤行为定量检测仪可以对这些病人的运动特征进行测量分析为临床医生提,。供客观检测手段和评价参考本文介绍了该仪器
4、的原理和临床初步应用情况〔’〕展颇行为定t检测仪的构成和工作原理震颤行为定量检测仪是采用光电位置检测技术与计算机控制技术研制成的运动检测仪,。器在专用软件包的支持下可以完成对受试者特定部位运动行为参数的定量测量仪器的组成。1,,:、如图1所示由图可见仪器主要由四部分组成即发光标志物(微型红外发光二极管)可编程同步控制器、红外光点位置检测系统和计算机系统。在测量时,首先将作为标志物的若干北京市科学基金资助项目,北京市科技进步奖获奖项目。.212.个微型红外发光二极管固定在受试者各待测红外光点位t检侧系统,点上每个二极管都用细导线与可编程同步控受试者光系学统光电放大,,制器相连
5、在计算机控制下可编程同步控制转换运算,器会依次将各二极管点亮并向红外光点位置;检测系统发出同步信号被点亮的发光二极管二可编程同步控制器经光学镜头成像在光电位置传感器光敏面上,,形成光斑凭借该传感器的特殊功能可将该,光斑位置转换为与位置相关的四个电流信号医学理论人/D利用运算和放大的硬件电路可将此信号进一分析软件包采集,步转换成与光斑位置成线性关系的电平信号,计算机对此信号进行采集利用软件按摄影测打印抽出显示量原理即可解算出标志点的空间位置及动态系统___!‘长二二,已_兰井誉__位移。当各发光二极管都在依次轮流发光时,图1展倾行为定量检测仪的构成通过巡回检测即可将多点的全部
6、运动信息测,。量和存储下来并可进一步分析处理仪器中的红外光点位置检测系统是利用光电位置传感器PsD(positionsensitivedeteetor)〔‘一’〕,,构成的特殊摄像系统PSD是一种具有特殊结构的硅光电池它是在半导体硅片的表面利,。用微电子工艺制出具有均匀电阻率的光敏面并在光敏面的四周布置金属电极当一束光照射,,,在光敏面上时在照射点将产生光电流该电流被四个电极收集若光点距各电极的距离不同,,在均匀面电阻作用下电流将依光点位置进行分配经过对四个电流的运算就可以求出光点的。PSD器,5,位置件有若干种结构形式本仪器采用1881型器件由电流解算光点位置的方程:为‘
7、_xZYIxlYZ.、衬1l
8、fL(I+I)一(I+I)XY~二一一Xxlx::1YZ乙I+I十I+I(1)L_(IxZ+I、2)一(Ixl+v,)I-二~-Xx;x:、1YZ乙I+I+I+I,,,,,Z,,,Z。其中xY为光标坐标L为光敏面的边长IxIxlyly分别为各电极的输出电流由于,PSD上光点位置与输出电流满足上述方程因此在每一瞬时传感器只能判别落在其光敏面上,,,的单个光点的坐标为实现对多位置点的同时测量可采用各目标点顺次轮流发光巡回检测,,的方法这时要求二极管的发光与位置检测系统的运算以及计算机的采集