一种用于经颅磁的治疗靶点自动定位方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于经颅磁的治疗靶点自动定位方法及系统，经颅磁刺激脑区，根据动作诱发电位采集对侧靶肌的皮肤表面肌电值，基于查找算法更新经颅磁拍头坐标寻找肌电值大于判定阈值的坐标点以判定经颅磁拍头到达初级运动皮层区，根据初级运动皮层区与对应治疗靶点的位置关系移动经颅磁拍头至治疗靶点。本发明专利技术根据解剖学统计规律，利用动作诱发电位现象和生物反馈原理，可以在较短时间内找到治疗靶点，将寻找时间缩短90％以上，操作简单，成本大幅降低，全程自动化，能有效提高经颅磁刺激的治疗效果。治疗效果。治疗效果。

【技术实现步骤摘要】
一种用于经颅磁的治疗靶点自动定位方法及系统


[0001]本专利技术涉及经颅磁刺激医疗
，尤其涉及一种用于经颅磁的治疗靶点自动定位方法及系统。

技术介绍

[0002]抑郁症是最常见的精神疾病之一，在世界范围内影响着超过3.5亿人，已成为仅次于心脏病的人类健康的第二大疾病，其主要表现为情绪低落、思维迟缓、认知障碍等，严重者会反复出现自杀念头。
[0003]抑郁症的治疗分为药物治疗、心理治疗和物理治疗。目前，抑郁症主要通过药物治疗来缓解症状，但该方法费用昂贵而且需要长期服药容易导致严重的毒副作用与耐药性。心理治疗需要大量专业的心理治疗师的大量时间，目前国内缺口极大且短期内难以改善。物理治疗方法因为其无毒副作用、大幅提高接诊率和医治效率、治疗效果明显越来越得到推崇，特别是经颅磁技术(Transcranial Magnetic Stimulation,TMS)，具有无创、无痛、安全、非侵入性、见效快的特点。
[0004]经颅磁刺激治疗是利用脉冲磁场穿透颅骨，在大脑神经组织产生感应电流，引起靶区神经元的去极化从而产生生理效应，达到治疗抑郁症的效果。研究发现抑郁症用户的左侧背外侧前额叶(The dorsolateral prefrontal cortex,DLPFC)功能活动减弱，右侧DLPEC功能活动增强。高频经颅磁刺激左侧DLPEC增强其皮质活动或者低频刺激右侧DLPFC抑制其皮质活动均可改善抑郁症用户的症状。
[0005]除了治疗抑郁症，TMS还是多种神经类(癫痫、帕金森病、儿童注意缺陷多动障碍、肌萎缩侧索硬化症等)、精神类(人格障碍、精神分裂症等)、运动康复类(脑卒中等)疾病的推荐治疗方案。
[0006]经颅磁治疗的效果依赖于正确的治疗靶点。但是由于靶点在大脑内部，无法看见，难以确定是否找到。目前，绝大多数的经颅磁产品需要专业的医师根据解剖学知识和行医经验寻找靶点，操作繁琐，通常需要花费15分钟以上的时间才能找到靶点，进行治疗。而缺乏经验的医生十分容易找错靶点，治疗位置偏差较大，导致治疗效果不好，甚至无效。
[0007]为了解决这一问题，业界提出了使用结合磁共振(MRI)断层扫描的脑结构三维重建进行脑区靶点的定位与导航，但是该方法及其昂贵且复杂，难以普及。针对这一问题，本专利技术公开了一种用于经颅磁自动寻找治疗靶点的方法及系统。根据解剖学统计规律，利用动作诱发电位现象，电机控制方法和生物反馈原理，实现自动寻找抑郁症治疗靶点的方法与系统。本系统平均可以在三十秒内找到治疗靶点，将寻找时间缩短90％以上，操作简单，成本大幅降低，全程自动化，能有效提高经颅磁刺激的治疗效果。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供用于经颅磁的治疗靶点自动定位方法及系统，用户佩戴装有刺激线圈的经颅磁头盔，基于动作诱发电位的靶点定位方法，采集对侧靶肌的运动诱发
电位，比较不同坐标经颅磁拍头诱发电位从而更新经颅磁拍头位置，直至寻找到初级运动皮层区域，根据靶点和初级运动皮层区域的相对位置关系，将经颅磁拍头定位到治疗靶点。
[0009]为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0010]本专利技术实施例的第一方面，提供一种用于经颅磁的治疗靶点自动定位方法，包括如下步骤：经颅磁刺激脑区，根据动作诱发电位采集对应区域的皮肤表面肌电值，基于查找算法更新经颅磁拍头坐标寻找肌电值大于判定阈值的坐标点以判定经颅磁拍头到达初级运动皮层区，根据初级运动皮层区与对应治疗靶点的位置关系将经颅磁拍头定位至治疗靶点。
[0011]本专利技术实施例的第二方面，提供一种用于经颅磁的治疗靶点自动定位系统，包括信号处理模块和与所述信号处理模块相连的经颅磁刺激主机、拍头控制模块和肌电采集模块；其中，
[0012]肌电采集模块用于采集用户对应区域皮肤表面的肌电信号；
[0013]信号处理模块根据皮肤表面的肌电信号确定脑区初级运动皮层区和磁刺激参数；
[0014]经颅磁刺激主机根据磁刺激参数，发送对应强度的磁刺激触发指令至经颅磁拍头；
[0015]拍头控制模块根据脑区初级运动皮层区与对应治疗靶点的位置关系将经颅磁拍头移动至指定治疗靶点。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：
[0017]根据解剖学统计规律，利用动作诱发电位现象的生物反馈原理，可以在较短内找到治疗靶点，将寻找时间缩短90％以上，操作简单，成本大幅降低，全程自动化，能有效提高经颅磁刺激的治疗效果。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例。其中：
[0019]图1为本专利技术实施例治疗靶点自动定位流程图；
[0020]图2为本专利技术实施例经颅磁拍头坐标的更新流程图；
[0021]图3为本专利技术实施例基于二分法的脑区定位算法流程图；
[0022]图4为本专利技术实施例新坐标点入标准库判断流程图；
[0023]图5为本专利技术实施例根据M1坐标库确定最优搜索路径示意图；
[0024]图6为本专利技术实施例系统实际定位过程中坐标点更新过程图；
[0025]图7为本专利技术实施例最优搜索路径更新示意图。
[0026]图8为本专利技术实施例头部尺寸与身高体重关系图；
[0027]图9为本专利技术实施例MEP值随头盔坐标分布图；
[0028]图10为本专利技术实施例运动诱发电位波形图；
[0029]图11为本专利技术实施例用于经颅磁的治疗靶点自动定位系统工作示意图；
[0030]图12为本专利技术实施例经颅磁头盔；
[0031]图13为本专利技术实施例对侧靶肌运动诱发电位采集电极粘贴示意图。
具体实施方式
[0032]下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明。
[0033]作为本专利技术的一实施例，如图1
‑
10所示，提出了一种用于经颅磁的治疗靶点自动定位方法，经颅磁刺激脑区，根据动作诱发电位采集对侧靶肌的皮肤表面肌电值，基于查找算法更新经颅磁拍头坐标寻找肌电值大于判定阈值的坐标点以判定经颅磁拍头到达初级运动皮层区，根据初级运动皮层区与对应治疗靶点的位置关系将经颅磁拍头定位至治疗靶点。
[0034]大量临床研究和解剖学统计结论表明：
[0035]大脑初级运动皮层区沿着头皮向前移动5到6cm是抑郁症的治疗靶点：左侧背外侧前额叶(The dorsolateral prefrontal cortex,DLPFC)。
[0036]动作诱发电位(Motor Evoked Potentials,MEP)：刺激运动皮质，可以检测到对侧靶肌的肌肉运动复合电位。
[0037]使用经颅磁刺激大脑初级运动皮层区M1，可以使大拇指产生不由自主地运动。使用肌电采集器，可以捕捉到大拇指运动的肌电信号，从而判断经颅磁拍头是否到达M1区域。临床上，通常把使M1脑区产生动作诱发电位波幅大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于经颅磁的治疗靶点自动定位方法，其特征在于，包括如下步骤：经颅磁刺激脑区，根据动作诱发电位采集对应区域的皮肤表面肌电值，基于查找算法更新经颅磁拍头坐标寻找肌电值大于判定阈值的坐标点以判定经颅磁拍头到达初级运动皮层区，根据初级运动皮层区与对应治疗靶点的位置关系将经颅磁拍头定位至治疗靶点。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述查找算法包括二分法脑区定位算法，基于二分法脑区定位算法获取最优搜索路径：确定最优搜索路径上的搜索点，触发经颅磁刺激，寻找肌电值大于判定阈值对应的坐标点，判定经颅磁拍头到达初级运动皮层区。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若基于最优搜索路径未搜索到初级运动皮层区，则：根据最优搜索路径的搜索结果和最优搜索路径参数计算垂直搜索路径的参数，基于二分法脑区定位算法确定垂直搜索路径的搜索点，触发经颅磁刺激，根据皮肤肌电值与判定阈值的大小，设置下一次搜索点坐标，直至搜索到初级运动皮层区。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，基于最优搜索路径和/或垂直搜索路径的最左侧搜索点和最右侧搜索点计算每阶段的最大搜索次数：Search_Count_Max＝N+[log2(X_max
‑
X_min)]其中，N根据搜索分辨率决定搜索次数，X_max为最右侧搜索点横坐标，X_min为最左侧搜索点横坐标。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，采用左侧搜索点和右侧搜索点的中间点替换左侧搜索点和右侧搜索点中较小MEP值对应的搜索点后，重新计算下一次搜索点的坐标，直至搜索成功。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，若完成垂直搜索路径的最大搜索次数仍未搜索成功，则最近的初级运动皮层区坐标由垂直搜索路径最大搜索次数的上一次搜索中左侧搜索点或右侧搜索点中较大MEP值确定。7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当治疗靶点确定后，最优磁刺激强度为脑区初级运动皮层区产生波幅大于判定阈值的运动诱发电位的最小强度，当经颅磁拍头位于初级运动皮层区时，自动逐级调节磁刺激强度，直至MEP值首次小于判定...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙陈林，谢宇航，高飞，贾猛，仇凯，
申请(专利权)人：南京伟思医疗科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：