用于TMS剂量评估和突发病检测的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种在TMS(经颅磁刺激)期间用于监控患者脑电图(EEG)的系统。该系统包括TMS设备，当该TMS设备处于激活状态时能产生多个磁脉冲，其中根据TMS治疗方案，所述磁脉冲作为包括了组合在一起的多个脉冲的脉冲串或作为单独脉冲而施加于患者的头部。提供EEG系统来测量从应用于患者的TMS治疗方案得到的EEG数据。该系统还包括与TMS设备和EEG系统通信的控制装置，所述控制装置设置为能在TMS设备不产生脉冲的时间段中将EEG系统激活，以使得EEG数据的测量连续地进行或与按照TMS治疗方案所产生的磁脉冲交错进行，从而对治疗效果进行监控并检测潜在突发病。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于TMS剂量评估和突发病检测的方法及系统
本专利技术涉及用于TMS剂量评估和突发病检测的方法和设备。
技术介绍
经颅磁刺激(TMS)是用于无创地刺激人脑的技术。具体地，TMS在脑部的神经元中引起去极化或超极化。通过快速改变磁场，TMS利用电磁感应来感生弱电流；这能以最小的不适感来引起脑部特定或常规部位的活动，从而允许对脑部的功能及互连进行研究。因此，TMS利用感应原理来获得能跨越头皮与颅骨的电能，而不带有直接经皮电刺激的痛感。它涉及将金属丝线圈放置在头皮上并让快速变化的强电流穿过该线圈。这产生了能不受阻碍且相对无痛地穿过头部组织的磁场。相应地，该磁场在脑部感生出微弱得多的电流。为了感生足够的电流来去极化脑部的神经元，流经激励线圈的电流必须在几百微秒之内开始、终止或者反转其方向。 目前，以几种不同的形式来使用TMS。在称为单脉冲TMS的第一种形式中，将单个脉冲的磁能量从线圈传送至患者。在另一种形式即反复式TMS(rTMS)中，将脉冲串在一特定时间段里以各种频率模式进行传递。频率序列上调了脑皮质的兴奋性，并且在某些疾病(如抑郁症)中使用这种模式是有优势的。然而，高频率模式具有提高突发病风险的潜在性。针对刺激强度及频率的安全限制记载在国际性共识文件(例如，2009年Rossi等人、1996年Wassermann等人所著)中。 为了监控TMS应用的安全性和有效性，一种已知方法是在TMS应用期间及之后以直观的方式监控患者的状态。由此获得这种出于安全目的的主观评估，并且这种评估通常基于问卷表。然而，这得不到针对治疗有效性的在线反馈，并且这种方案无法及时对突发病进行检测。 监控TMS应用的安全性和有效性的另一已知方法是在TMS阶段之前及之后监控患者的脑电图。 脑电图(EEG)是对患者的特定脑电波图案的记录。EEG系统允许对脑电波形进行记录。EEG系统通常包括放置在患者头皮上的多个导电电极。这些电极通常为金属并连接到前置放大器上，其中该前置放大器处理由电极检测到的信号并将放大的信号提供给EEG机。EEG机包括硬件和软件，其对信号进行解释以提供由电极检测到的脑电波活动的可视显示。这种脑电波活动通常显示在条带记录仪或计算机监视器上。 在实践中，EEG的采用涉及到在TMS阶段之前及之后对经诱发响应进行测量，并随后在TMS阶段之后对自发性EEG或非磁性经诱发EEG响应进行测量。然而，在TMS治疗阶段之后采用EEG测量可显著延长整个治疗阶段。 监控TMS应用的安全性和有效性的又一已知方法是在TMS阶段期间监控患者的脑电图。然而，在TMS脉冲过程中对患者脑电图的监控存在技术问题:TMS兼容式EEG系统通常不能适应TMS测量，因为由TMS设备所产生的高能量动态磁场在脑电图引线中感生出不期望的电压，从而造成传统EEG硬件的使用不适于安全且有效地监控TMS治疗。具体地，至少当前EEG系统中所使用的前置放大器经受了由TMS系统产生的磁场所引起的饱和。由于用于监控EEG的电极通常紧邻于TMS线圈，磁脉冲在EEG电极的一个或多个电极中感生出能造成EEG前置放大器饱和的信号。用于EEG系统中的典型前置放大器被TMS脉冲饱和之后，要花费相对较长的时间来恢复。 在TMS期间监控脑电图EEG的一种已知方法是在EEG系统中包括放大器，其在TMS脉冲期间使用采样保持电路来将放大器维持在恒定电平。据称，该放大器能在TMS脉冲结束后的100微秒内恢复。尽管这种系统看起来允许在TMS脉冲接收后的较短时间内对脑电图进行监控，但是还需要附加的选通并同步电路来针对TMS系统控制EEG放大器的操作。附加的选通及采样电路是不理想的，因为它需要额外的电路并且可能较为复杂。 由于使用金属电极来感测EEG信号，因此出现了当在TMS期间当对患者的脑电图进行监控时出现的附加复杂性。由TMS脉冲在金属电极中感生的大涡流会引起局部受热，这可能会造成患者头皮的灼烧。这一点暴露出安全风险。 美国2002/007128A1还公开了在TMS期间监控脑电图的又一方法。该现有技术文献公开了一种在TMS系统的操作时序与EEG系统的操作时序之间具有同步的系统和方法。而本专利技术提供了一种控制设置，其在TMS系统的操作期间能监控EEG系统所提供的信号，并且当EEG信号处于不期望状态时停止TMS系统的操作。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种在TMS (经颅磁刺激)期间用于监控患者的脑电图(EEG)的系统，该系统包括: TMS设备，其当处于激活状态时产生多个磁脉冲，其中根据TMS治疗方案，所述磁脉冲能作为包括组合在一起的多个脉冲的脉冲串或作为单独脉冲而施加于患者的头部； EEG系统，其用于测量根据应用于患者的TMS治疗方案而得到的EEG数据；和 与TMS设备和EEG系统通信的控制装置，所述控制装置设置为在所述TMS设备不产生脉冲的时间段中激活所述EEG系统，以使得连续进行EEG数据的测量或与根据所述TMS治疗方案所产生的磁脉冲交错进行EEG数据的测量，从而对治疗效果进行监控并检测可能出现的突发病。 在实施例中，所述TMS设备设置为当其不处于活动状态时产生信号并将该信号发送至所述控制装置，并且所述控制装置相应地设置为当所述TMS设备不活动时能触发所述EEG系统的操作。 在实施例中，所述系统包括用于存储所测得的EEG数据的存储装置。 在实施例中，在所述TMS设备施加多个脉冲之前，所述TMS设备向所述EEG系统发送预备信号，所述预备信号由所述控制装置用于触发记录仪，以将所述EEG数据记录在所述存储装置中。 在实施例中，所述系统包括突发病监控模块，以检测或预测患者的突发病。 在实施例中，当所述TMS设备不产生脉冲时，所述突发病监控模块测量的自发性振荡脑部活动的波谱特性，以将所得到的测量结果与预期或期望的轮廓进行比较，从而检测或预测出患者的突发病。 在实施例中，所述突发病监控模块与所述控制装置通信连接，以便在检测或预测出突发病的情况下，所述控制装置能停止所述TMS设备的操作。 在实施例中，所述突发病监控模块在与所述EEG系统配合时设置为能在所述TMS设备不产生脉冲的时间段期间被激活。 在实施例中，所述系统包括剂量监控模块，以使得操作者能够调节在后续的治疗方案中调节由所述TMS设备所提供的脉冲的剂量。 在本实施例中，所述TMS设备设置为能在等候时段期间施加多个脉冲，所述等候时段定义为根据治疗方案介于脉冲串之间的时间段。 在实施例中，多个脉冲是以随机间隔产生的单独脉冲，并且所述控制装置设置为能在这些脉冲的传输期间停用所述EEG系统，并随后立即激活所述EEG系统以监控并测量患者的反应。 在实施例中，在等候时段期间施加多个单独脉冲之前，所述TMS设备经由所述控制装置向所述EEG系统发送预备信号，以使得所述EEG系统能够激活它的保护电路。 在实施例中，所述控制装置设置为自动地调节正在由所述TMS设备产生的脉冲轮廓，和/或推荐在后续治疗阶段中将由所述TMS设备所产生的经调节的脉冲轮廓。 在实施例中，所述TMS设备包括:产生电流并相应感生出磁场以提供磁脉冲的电容器、传递磁脉冲的线圈或探头、对所述电容器充电的高压充电电路。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在经颅磁刺激TMS阶段期间监控对象的脑电图EEG的方法，所述方法包括以下步骤：‑在来自TMS线圈的刺激脉冲之后，向EEG设备发送无刺激信号；‑基于所述无刺激信号将所述EEG设备激活；‑测量来自对象的自发性EEG信号；‑将所述自发性EEG信号与预定的EEG模板比较；‑检测比较结果中的预发病和/或突发病活动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.04.26 FI 20135436;2013.03.15 US 13/833,9541.一种在经颅磁刺激TMS阶段期间监控对象的脑电图EEG的方法，所述方法包括以下步骤: -在来自TMS线圈的刺激脉冲之后，向EEG设备发送无刺激信号； -基于所述无刺激信号将所述EEG设备激活； -测量来自对象的自发性EEG信号； -将所述自发性EEG信号与预定的EEG模板比较； -检测比较结果中的预发病和/或突发病活动。2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤: -在来自TMS线圈的任何刺激脉冲之前，测量来自对象的自发性EEG信号； -基于预先刺激所测得的EEG信号，生成针对对象的预定EEG模板；以及 -其中，生成的所述预定EEG模板用于刺激脉冲后测得的EEG信号的比较。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述预定EEG模板包括已知的预发病活动。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，还包括以下步骤: -在激活所述TMS线圈之前，向所述EEG设备发送刺激信号；以及 -基于所述刺激信号而停用所述EEG设备。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，还包括以下步骤: -当连接于所述TMS线圈的TMS设备的电容器或电容器组经刺激脉冲后完成充电以后，发送无刺激信号。6.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，还包括以下步骤: -在向所述EEG设备发送无刺激信号之后，向所述EEG设备发送表明连接于TMS线圈的TMS设备中的一个或多个电容器经刺激脉冲后正在充电或者已完成充电的附加信号；以及-至少基于所述无刺激信号和附加信号，来激活所述EEG设备。7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，还包括以下步骤: -通知所述TMS线圈的用户:出现和/或未出现经检测的预发病活动。8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，还包括以下步骤: -如果确定有预发病和/或突发病活动，则向连接于所述TMS线圈的TMS线圈设备发送停止信号，以及 -基于所述停止信号来阻止来自所述TMS线圈的TMS刺激。9.根据权利要求1-8中' 任一项所述的方法，还包括以下步骤: -在TMS刺激脉冲之前，向所述EEG设备发送刺激信号，以及 -在EEG设备内激活补偿机制，以防止EEG饱和。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述补偿机制是选通操作。11.一种对积聚在对象体内的经颅磁刺激TMS剂量进行监控的方法，所述方法包括以下步骤: -在经TMS刺激脉冲的预定序列之后的等候时段中，向EEG设备发送预备信号； -基于所述预备信号，开始对对象的经诱发EEG反应进行记录并求平均； -在后续预定的TMS刺激脉冲序列之前，向所...

【专利技术属性】
技术研发人员：屠奥马斯·内乌沃宁，
申请(专利权)人：奈科斯迪姆公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI