用于背外侧前额叶皮层和/或运动皮层的闭环感测和神经刺激的蒙太奇设计制造技术

描述了一种用于自动调节神经刺激的系统。该系统通过定位在人类受试者上的神经装置控制对特定神经区域的刺激，同时使用神经装置的刺激电极和不同类型的记录电极的靶向布置同时执行来自神经装置的记录。基于来自神经装置的记录，实时调节特定神经区域的刺激。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于背外侧前额叶皮层和/或运动皮层的闭环感测和神经刺激的蒙太奇设计相关申请的交叉引用这是于2016年3月10日在美国提交的题为“SystemandMethodforTrainingandAssessment”的美国申请No.15/066,813的延续部分申请，其全部内容通过引用并入本文。这也是于2015年5月8日提交的题为“MontageDesignforClosedLoopSensingandNeurostimulationoftheDorsalLateralPrefrontalCortexand/orMotorCortex”的美国临时专利申请No.62/159,151的非临时申请，其全部内容通过引用并入本文。
本专利技术涉及一种用于调节神经刺激的系统，更具体地，涉及一种用于基于大脑状态的实时感测来调节神经刺激的系统。
技术介绍
神经刺激是使用电极对部分神经系统的治疗激活。目前的技术使用脑电图(EEG)/经颅直流刺激(tDCS)或功能性近红外光谱(fNIRS)/tDCS的组合来靶向各种区域。目前最先进的蒙太奇(montage)仅提供时间(EEG)或空间(fNIRS)信息，并且不提供关于大脑当前状态的所有可能信息，导致针对神经刺激的可能的未对准和设置。目前，新的刺激的大脑成像和规划(planning)在刺激完成后发生，诸如Datta等人在“Validationoffiniteelementmodeloftranscranialelectricalstimulationusingscalppotentials:Implicationsforclinicaldose”(JNeuralEngineering2013；10(3))中所描述的，其通过引用并入本文，如同本文完全阐述一样。虽然可以在刺激后对成像进行操作，但是现有的方法不允许同时进行刺激和记录或成像。因此，持续需要一种用于基于对大脑的同时记录来调节神经刺激的系统。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于调节神经刺激的系统，更具体地，涉及一种用于基于大脑状态的实时感测来调节神经刺激的系统。该系统包括一个或多个处理器和存储器，该存储器具有指令，使得当执行所述指令时，一个或多个处理器执行多个操作。该系统通过神经装置刺激特定的神经区域，同时使用神经装置的刺激电极和不同类型的记录电极的靶向布置同时执行来自神经装置的记录。基于来自神经装置的记录，实时调节特定神经区域的刺激。在另一方面，该系统设置刺激参数以优化由记录电极记录的任何神经变化以匹配期望的神经活动。在另一方面，该系统分别经由脑电图(EEG)电极和功能性近红外光谱(fNIRS)电极提供时间上的神经变化和区域特定神经变化的反馈。在另一方面，提供神经装置上的刺激电极的优选位置，其将集中刺激对特定神经区域的效果，同时仍然允许特定神经区域的集中记录。在另一方面，刺激被施加到特定脑区域，其中要施加的刺激通过基于先前记录确定的刺激参数来确定。在另一方面，调节刺激以减小一个大脑区域中的刺激并增大另一个大脑区域中的刺激。在另一方面，本专利技术包括一种用于自动调节神经刺激的方法。针对个性化刺激创建刺激电极和不同类型的记录电极的靶向布置。通过神经装置刺激特定的神经区域，同时使用刺激电极和不同类型的记录电极的靶向布置同时执行来自神经装置的记录。基于来自神经装置的记录，实时调节特定神经区域的刺激。在另一方面，所述神经装置是神经帽(neuralcap)。在另一方面，本专利技术还包括一种用于使处理器执行本文所描述的操作的方法。最后，在另一方面，本专利技术还包括计算机程序产品，其包括存储在非暂时性计算机可读介质上的计算机可读指令，该计算机可读指令可由具有用于使处理器执行本文所述操作的处理器的计算机执行。附图说明从以下结合附图对本专利技术的各个方面的详细描述，本专利技术的目的、特征和优点将变得显而易见，其中：图1是描绘根据本公开的实施方式的用于调节神经刺激的系统的组件的框图；图2是根据本公开的实施方式的计算机程序产品的图示；图3是根据本公开的实施方式的功能性近红外光谱(fNIRS)、脑电图(EEG)和经颅直流刺激(tDCS)电极的示例性布置的图示；图4A是根据本公开的实施方式的控制条件的图示；图4B是根据本公开的实施方式的刺激条件的图示；图4C是根据本公开的实施方式的小波变换数据的地形图(topographicmap)的图示；图5是根据本公开的各种实施方式的用于调节神经刺激参数的闭环系统的图示；图6示出了根据本公开的一些实施方式的经由神经装置接受神经刺激的人类受试者；以及图7示出了根据本公开的实施方式的用于感测和神经刺激的由人类受试者佩戴的神经帽。具体实施方式本专利技术涉及一种用于调节神经刺激的系统，更具体地，涉及一种用于基于大脑状态的实时感测来调节神经刺激的系统。提出以下描述以使得本领域普通技术人员能够进行和使用本专利技术并将其并入特定应用的上下文中。在不同应用中的各种修改以及各种用途对于本领域技术人员将是显而易见的，并且本文定义的一般原理可以应用于广泛的方面。因此，本专利技术不旨在限于所提出的方面，而是符合与本文公开的原理和新颖特征相一致的最宽范围。在下面的详细描述中，阐述了许多具体细节，以便更全面地理解本专利技术。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以实施本专利技术而不必限于这些具体细节。在其它情况下，为了避免模糊本专利技术，以框图形式而不是详细地示出公知的结构和装置。读者的注意力被引导到与本说明书同时提交并且与本说明书一起公开进行审查的所有论文和文件，并且所有这样的论文和文件的内容通过引用并入本文。除非另有明确说明，否则本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征可由起相同作用、等效或相似目的的另选特征来替代。因此，除非另有明确说明，所公开的每个特征都仅是一类等同或类似特征的一个示例。此外，权利要求中未明确说明用于执行指定功能的“装置”或用于执行特定功能的“步骤”的任何元素不被解释为如在35U.S.C第112节第6段中指定的“装置”或“步骤”条款。特别是，本文权利要求中“…的步骤”或“…的动作”的使用不旨在援引35U.S.C第112节第6段中的规定。请注意，如果使用的话，标签左、右、前、后、顶、底、向前、向后、顺时针和逆时针都仅出于方便的目的，并不意味着任何特定的固定方向。相反，它们用于反映对象的各个部分之间的相对位置和/或方向。因此，随着本专利技术的改变，上述标签可能改变其方向。(1)主要方面本专利技术的各种实施方式包括三个“主要”方面。第一个是用于调节神经刺激的系统。系统通常以操作软件的计算机系统的形式或者以“硬编码”指令集的形式。该系统可以并入提供不同功能的多种装置。第二主要方面是通常以使用数据处理系统(计算机)操作的软件的形式的方法。第三个主要方面是计算机程序产品。计算机程序产品通常表示存储在非暂时性计算机可读介质(诸如光存储装置(例如，光盘(CD)或数字通用光盘(DVD))或磁存储装置(诸如软盘或磁带))上的计算机可读指令。计算机可读介质的其它非限制性示例包括硬盘、只读存储器(ROM)和闪存型存储器。下面将更详细地描述这些方面。在图1中提供了描绘本专利技术的系统(即，计算机系统100)的示例的框图。计算机系统100被配置为执行与程序或算法相关联的计算、处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于自动调节神经刺激的系统，所述系统包括：一个或更多个处理器和非暂时性存储器，所述非暂时性存储器具有编码在其上的指令，使得当执行所述指令时，所述一个或更多个处理器执行以下操作：通过神经装置控制对特定神经区域的刺激，同时使用所述神经装置的刺激电极和不同类型的记录电极的靶向布置同时执行来自所述神经装置的记录；以及基于来自所述神经装置的所述记录，实时调节所述特定神经区域的刺激。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.08 US 62/159,151;2016.03.10 US 15/066,8131.一种用于自动调节神经刺激的系统，所述系统包括：一个或更多个处理器和非暂时性存储器，所述非暂时性存储器具有编码在其上的指令，使得当执行所述指令时，所述一个或更多个处理器执行以下操作：通过神经装置控制对特定神经区域的刺激，同时使用所述神经装置的刺激电极和不同类型的记录电极的靶向布置同时执行来自所述神经装置的记录；以及基于来自所述神经装置的所述记录，实时调节所述特定神经区域的刺激。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或更多个处理器进一步执行以下操作：设置刺激参数来优化由所述记录电极记录的任何神经变化以匹配期望的神经活动。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或更多个处理器进一步执行以下操作：分别经由脑电图(EEG)电极和功能性近红外光谱(fNIRS)电极提供时间上的神经变化和区域特定神经变化二者的反馈。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或更多个处理器进一步执行以下操作：提供所述神经装置上的刺激电极的优选位置，所述神经装置将集中所述刺激对所述特定神经区域的影响，同时仍然允许所述特定神经区域的集中记录。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或更多个处理器进一步执行以下操作：对特定大脑区域施加刺激，其中，通过基于先前的记录确定的刺激参数来确定要施加的所述刺激。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述一个或更多个处理器进一步执行以下操作：调节所述刺激以减少一个大脑区域中的刺激并增加另一个大脑区域的刺激。7.一种用于自动调节神经刺激的计算机实现的方法，该方法包括：使得一个或更多个处理器执行存储在非暂时性存储器上的指令的动作，使得在执行时，所述一个或更多个处理器执行以下操作：通过神经装置控制对特定神经区域的刺激，同时使用所述神经装置的刺激电极和不同类型的记录电极的靶向布置同时执行来自所述神经装置的记录；以及基于来自所述神经装置的所述记录，实时调节所述特定神经区域的刺激。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述一个或更多个处理器进一步执行以下操作：设置刺激参数来优化由所述记录电极记录的任何神经变化以匹配期望的神经活动。9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述一个或更多个处理器进一步执行以下操作：分别经由脑电图(EEG)电极和功能性近红外光谱(fNIRS)电极提供时间上的神经变化和区域特定神经变化二者的反馈。10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述一个或更多个处理器进一步执行以下操作：提供所述神经装置上的刺激电极的优选位置，所述神经装置将集中...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·齐格勒，J·崔，M·E·菲利普斯，
申请(专利权)人：赫尔实验室有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US