神经刺激电极的电场数据生成方法、设备及程控装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种神经刺激电极的电场数据生成方法、设备及程控装置，所述方法包括：获取数据量阈值、刺激参数阈值和刺激参数范围；根据所述刺激参数阈值确定电场各维度的空间范围；根据所述刺激参数范围和所述数据量阈值在所述空间范围中确定至少两种间距值，并按照所确定的间距值在电场各维度的所述空间范围中布置数据点，形成三维点云数据，其中靠近神经刺激电极触点所在位置的点云的间距值小于远离所述位置的点云的间距值；利用所述神经刺激电极触点在设定刺激参数下产生电场的模拟结果，对所述三维点云中的各个数据点赋予电场值。值。值。

【技术实现步骤摘要】
神经刺激电极的电场数据生成方法、设备及程控装置


[0001]本专利技术涉及医疗设备领域，具体涉及一种神经刺激电极的电场数据生成方法、设备及程控装置。

技术介绍

[0002]神经刺激疗法可用于治疗多种疾病，比如脑深部电刺激疗法是治疗帕金森病、特发性震颤、肌张力障碍、强迫症等疾病的有效手段；迷走神经刺激疗法可用于治疗癫痫，抑制癫痫症状发作；类似的，还有脊髓神经刺激疗法、骶神经刺激疗法等用于治疗相应疾病的疗法。
[0003]神经刺激疗法需要将脉冲发生器、延伸导线与电极植入体内，通过体外设备进行控制，向特定区域发射电脉冲，控制疾病症状。在施加刺激时，需要通过体外设备调整刺激参数，实现不同的刺激效果。例如通过调整触点的极性来更改刺激位置，修改幅度、脉宽、频率来更改刺激影响范围。
[0004]在植入设备后，需要医生进行程控。目前临床上一般是医生凭借已有经验选择一个触点，并设置刺激参数，询问、观察患者的反应。若刺激无效或有严重的副作用时，更换选择的触点。若有一定疗效时，微调刺激参数，让患者进行感受。整个程控过程中，主要是根据医生的经验及患者的主观感受进行调整，往往需要多次调节才能达到一个相对较好的状态。
[0005]为了使程控过程更加高效和顺利，在医生调整刺激参数之前，可以通过仿真模拟来预测电极的刺激效果。VTA(Volume of Tissue Activation)是指设定参数下电刺激可以影响的神经组织范围，该范围受到电极极性配置以及刺激参数的影响。预测并显示VTA是仿真模拟刺激效果的重要环节，而预测VTA需要使用到的一个重要数据是电极触点在设定刺激参数下所产生的电场。
[0006]图1展示了一种电场数据的数据点分布效果，电极触点在工作时产生的电场是三维的，为了清楚地对电场数据进行说明，图1只示出两个维度，即三维电场数据中的一个平面。可以将图1所示的空间看作电场空间，其中的点被赋予电场值，以此来表达电场空间中的各个点所在位置的电场强度。对于这种数据结构，点越密集则后续在计算VTA时的准确性越高，但对电子设备的计算性能要求也越高，而点分布稀疏可以减少计算量，但也会降低后续计算结果的准确性，所以生成电场数据的结构和数据量对于神经刺激的模拟仿真起到关键作用。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本申请提供的一种神经刺激电极的电场数据生成方法，包括：
[0008]获取数据量阈值、刺激参数阈值和刺激参数范围；
[0009]根据所述刺激参数阈值确定电场各维度的空间范围；
[0010]根据所述刺激参数范围和所述数据量阈值在所述空间范围中确定至少两种间距
值，并按照所确定的间距值在电场各维度的所述空间范围中布置数据点，形成三维点云数据，其中靠近神经刺激电极触点所在位置的点云的间距值小于远离所述位置的点云的间距值；
[0011]利用所述神经刺激电极触点在设定刺激参数下产生电场的模拟结果，对所述三维点云中的各个数据点赋予电场值。
[0012]可选地，所述数据量阈值是指根据电子设备的计算性能所确定的所述空间范围各维度中所述数据点的最大数量。
[0013]可选地，所述刺激参数范围有多个，分别对应不同的所述间距值。
[0014]可选地，根据所述刺激参数范围和所述数据量阈值在所述空间范围中确定至少两种间距值，并按照所确定的间距值在电场各维度的所述空间范围中布置数据点，包括：
[0015]根据所述刺激参数范围将所述空间范围划分为多个子空间；
[0016]根据所述数据量阈值和所述子空间的数量确定每一个所述子空间中的所述间距值；
[0017]按照所述间距值在所述各个所述子空间中布置数据点。
[0018]可选地，根据所述刺激参数范围和所述数据量阈值在所述空间范围中确定至少两种间距值，并按照所确定的间距值在电场各维度的所述空间范围中布置数据点，包括：
[0019]根据所述刺激参数范围和所述数据量阈值确定最小间距值；
[0020]根据所述最小间距值生成递增间距值；
[0021]按照所述最小间距值和所述递增间距值在所述空间范围中布置数据点。
[0022]可选地，在根据所述刺激参数阈值确定电场各维度的空间范围之前，还包括：
[0023]根据刺激对象和神经刺激电极的类型和形状确定电场各维度的空间形状。
[0024]可选地，所述刺激参数至少包括刺激幅度。
[0025]相应地，本专利技术提供一种神经刺激电极的电场数据生成设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行上述神经刺激电极的电场数据生成方法。
[0026]本专利技术还提供一种植入式神经刺激设备的程控装置，所述程控装置中存有根据上述神经刺激电极的电场数据生成方法所生成的标准电场数据。
[0027]可选地，所述程控装置还用于获取触点配置信息和电极触点的工作参数，根据所述工作参数、所述触点配置信息和所述标准电场数据计算与触点配置相应的实际电场数据。
[0028]根据本申请提供的神经刺激电极的电场数据生成方法及设备，所生成的电场数据是非均匀分布的三维点云数据，靠近电极触点的区域中的点分布更密集、远离电极触点的区域中的点分布较稀疏，当需要使用电场数据评估刺激效果而进行运算时，与常用工作参数相应的空间内的数据点密度高，可确保计算结果的精度；与非常用工作参数相应的空间内的数据点密度低，减少数据量，可缩短计算时间，做到设备便携性与性能的权衡。
[0029]根据本申请提供的植入式神经刺激设备的程控装置，由于该设备中存储了根据上述方法生成的非均匀分布的标准电场数据，由此可以在基于此标准电场数据计算实际电场数据时减少计算量，并确保常用工作参数相应的电场空间内的数据准确性足够高。
[0030]本专利技术将不同计算过程分布在不同设备上，由计算装置执行穷举各种电极触点在各种极性设置下的标准电场数据。程控装置预存标准电场数据，在使用时仅获取触点配置信息，从而读取与触点配置信息相应的标准电场数据，再根据刺激参数计算实际电场数据，进而生成并显示神经刺激作用范围的三维模型以及电极模型，根据患者实际情况来计算电场数据和VTA，使得显示结果个性化。在高性能的计算机端进行耗时较长的建模仿真，在便携的程控装置上进行简单的实时计算，能根据参数实时调整结果，达到设备便携性与性能的权衡，做到实时变化，提高神经刺激疗法的程控效率。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]图1为一种电场数据的数据点分布示意图；
[0033]图2为本专利技术实施例中的神经刺激电极的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种神经刺激电极的电场数据生成方法，其特征在于，包括：获取数据量阈值、刺激参数阈值和刺激参数范围；根据所述刺激参数阈值确定电场各维度的空间范围；根据所述刺激参数范围和所述数据量阈值在所述空间范围中确定至少两种间距值，并按照所确定的间距值在电场各维度的所述空间范围中布置数据点，形成三维点云数据，其中靠近神经刺激电极触点所在位置的点云的间距值小于远离所述位置的点云的间距值；利用所述神经刺激电极触点在设定刺激参数下产生电场的模拟结果，对所述三维点云中的各个数据点赋予电场值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据量阈值是指根据电子设备的计算性能所确定的所述空间范围各维度中所述数据点的最大数量。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述刺激参数范围有多个，分别对应不同的所述间距值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述刺激参数范围和所述数据量阈值在所述空间范围中确定至少两种间距值，并按照所确定的间距值在电场各维度的所述空间范围中布置数据点，包括：根据所述刺激参数范围将所述空间范围划分为多个子空间；根据所述数据量阈值和所述子空间的数量确定每一个所述子空间中的所述间距值；按照所述间距值在所述各个所述子空间中布置数据点。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述刺激参数范围和所述数据量阈值在所述空间范围中确定至少两种间距值，并按照所确定的间...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑翊宸，陈浩，
申请(专利权)人：北京品驰医疗设备有限公司，
类型：发明
国别省市：