一种脑深部电极自动植入系统技术方案

本发明专利技术公开了一种脑深部电极自动植入系统，系统包括：分割模块，用于获取多模态影像，对多模态影像进行分割，确定脑血管与靶向核团；路径规划模块，用于基于脑血管和靶向核团，确定电极植入靶点的植入位置，并生成目标手术路径；采集模块，用于在手术过程中，基于目标手术路径控制电极移动，并基于电极采集目标对象的神经信号；判断模块，用于在目标手术路径上显示电极的实时位置，并结合神经信号与实时位置判断电极是否进入靶向核团区域；发送模块，用于在电极进入靶向核团区域时，生成提示信息。本申请通过多模态影像与电生理结合，在术前规划出电极的植入路径，并在术中持续判断确定电极的实时位置，以保证电极准确植入，精准度高。度高。度高。

【技术实现步骤摘要】
一种脑深部电极自动植入系统


[0001]本申请涉及医疗器械
，特别的涉及一种脑深部电极自动植入系统。

技术介绍

[0002]脑深部刺激术（deep brain stimulation, DBS）,又称为脑起搏器，主要通过对脑深部特殊核团的不同的慢性微电流刺激来治疗运动障碍性疾病。DBS手术包括术前磁共振定位计算靶点坐标，术中电生理信号记录确定靶点位置，刺激电极植入目标靶点，体外临时刺激观察患者症状改善，植入脉冲发生器等。其中，手术最关键的步骤在于术中准确定位靶点并精准完成电极植入，这一步骤直接决定了术后体外程控调整刺激参数难度及手术最终是否获得满意疗效。不同疾病选择不同的脑深部核团接受DBS刺激，例如丘脑底核（STN），苍白球内侧部（Gpi），丘脑腹中间内侧核（Vim）可作为治疗运动型障碍疾病的靶点，丘脑前核（ATN）和海马可作为治疗药物难治性癫痫的靶点，伏隔核，内囊前肢，扣带前回可作为治疗精神疾病的靶点，中脑网状结构楔状核，中央中核
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束旁核复合体（CM
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pf）可作为治疗最小意识状态的靶点。DBS术中为了确保电极植入的精准度，常用的定位技术包括影像学和电生理检测技术。影像学主要通过MRI或者CT
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MRI融合定位，结合立体定向仪确定植入靶点的空间坐标从而确定解剖靶点。电生理记录通过记录针道途经核团的放电情况从而间接地反映生理靶点。
[0003]目前，影像学设备和电生理设备一般是由不同的厂家生产的，结合使用存在困难，且不同疾病人群不同靶点的植入解剖路径和靶点电生理特征均不一，现有设备难以全面覆盖，使得目前难以保证不同疾病人群在临床DBS术中的精准定位。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种脑深部电极自动植入系统。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种脑深部电极自动植入系统，所述系统包括：分割模块，用于获取目标对象的多模态影像，基于预设的疾病数据库对所述多模态影像进行分割，确定脑血管与靶向核团；路径规划模块，用于基于所述脑血管和靶向核团，确定电极植入靶点的植入位置，并生成所述植入位置对应的目标手术路径；采集模块，用于在手术过程中，基于所述目标手术路径控制电极移动，并基于所述电极采集所述目标对象的神经信号；判断模块，用于在所述目标手术路径上显示所述电极的实时位置，并结合所述神经信号与实时位置判断所述电极是否进入靶向核团区域；发送模块，用于在所述电极进入靶向核团区域时，生成提示信息。
[0006]优选的，所述分割模块包括：第一获取单元，用于获取目标对象的多模态影像；第二获取单元，用于获取所述目标对象的疾病种类，并基于所述疾病种类在预设
的疾病数据库中选取目标神经网络模型；分割单元，用于基于所述目标神经网络模型对所述多模态影像进行分割，确定脑血管与靶向核团。
[0007]优选的，所述分割模块还包括：第一训练单元，用于基于所述疾病种类获取无标注图像，并基于所述无标注图像预训练初始模型，得到预训练模型；第二训练单元，用于获取所述疾病种类对应的标注图像，基于所述标注图像训练并校正所述预训练模型，得到神经网络模型；基于各所述疾病种类对应的各所述神经网络模型构建疾病数据库。
[0008]优选的，所述分割单元包括：导入元件，用于将所述多模态影像导入所述目标神经网络模型，得到标注有图谱标签的输出图像；分割元件，用于根据所述图谱标签分割所述输出图像，确定脑血管与靶向核团。
[0009]优选的，所述路径规划模块包括：第一确定单元，用于基于所述靶向核团确定电极植入靶点的植入位置；第一生成单元，用于生成所述植入位置对应的目标手术路径，使所述目标手术路径避开各所述脑血管，并且到达所述植入位置。
[0010]优选的，所述第一生成单元包括：第一生成元件，用于生成所述植入位置对应的至少一个目标手术路径，使所述目标手术路径避开各所述脑血管，并且到达所述植入位置，所述目标手术路径的总长度小于预设长度；展示元件，用于展示所述目标手术路径；第一接收元件，用于接收选择指令，并将所述选择指令对应的所述目标手术路径作为最终实施路径。
[0011]优选的，所述第一生成单元还包括：第二接收元件，用于接收调整指令，并基于所述调整指令修改所述最终实施路径。
[0012]优选的，所述发送模块包括：判断单元，用于当所述神经信号变化至目标信号范围，且所述实时位置处于靶向核团区域时，判定所述电极进入靶向核团区域，生成提示信息。
[0013]优选的，所述系统还包括：接收模块，用于接收风险区域划分指令，确定所述目标手术路径对应的风险区域；设置模块，用于在所述风险区域中设置至少两条备选路径段；更换模块，用于当所述神经信号在预设时间内的变化幅值超过预设幅值时，基于任一所述备选路径段调整剩余的所述目标手术路径。
[0014]本专利技术的有益效果为：通过多模态影像与电生理结合的方式，在术前规划出电极的植入路径，并在术中持续判断确定电极的实时位置，以保证电极准确植入，精准度高。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附
图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。
[0016]图1为本申请实施例提供的一种脑深部电极自动植入系统的结构示意图。
具体实施方式
[0017]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0018]在下述介绍中，术语“第一”、“第二”仅为用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。下述介绍提供了本申请的多个实施例，不同实施例之间可以替换或者合并组合，因此本申请也可认为包含所记载的相同和/或不同实施例的所有可能组合。因而，如果一个实施例包含特征A、B、C，另一个实施例包含特征B、D，那么本申请也应视为包括含有A、B、C、D的一个或多个所有其他可能的组合的实施例，尽管该实施例可能并未在以下内容中有明确的文字记载。
[0019]下面的描述提供了示例，并且不对权利要求书中阐述的范围、适用性或示例进行限制。可以在不脱离本申请内容的范围的情况下，对描述的元素的功能和布置做出改变。各个示例可以适当省略、替代或添加各种过程或组件。例如所描述的方法可以以所描述的顺序不同的顺序来执行，并且可以添加、省略或组合各种步骤。此外，可以将关于一些示例描述的特征组合到其他示例中。
[0020]参见图1，图1是本申请实施例提供的一种脑深部电极自动植入系统的结构示意图。在本申请实施例中，所述系统包括：分割模块101，用于获取目标对象的多模态影像，基于预设的疾病数据库对所述多模态影像进行分割，确定脑血管与靶向核团；路径规划模块102，用于基于所述脑血管和靶向核团，确定电极植入靶点的植入位置，并生成所述植入位置对应的目标手术路径；采集模块103，用于在手术过程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脑深部电极自动植入系统，其特征在于，所述系统包括：分割模块，用于获取目标对象的多模态影像，基于预设的疾病数据库对所述多模态影像进行分割，确定脑血管与靶向核团；路径规划模块，用于基于所述脑血管和靶向核团，确定电极植入靶点的植入位置，并生成所述植入位置对应的目标手术路径；采集模块，用于在手术过程中，基于所述目标手术路径控制电极移动，并基于所述电极采集所述目标对象的神经信号；判断模块，用于在所述目标手术路径上显示所述电极的实时位置，并结合所述神经信号与实时位置判断所述电极是否进入靶向核团区域；发送模块，用于在所述电极进入靶向核团区域时，生成提示信息。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分割模块包括：第一获取单元，用于获取目标对象的多模态影像；第二获取单元，用于获取所述目标对象的疾病种类，并基于所述疾病种类在预设的疾病数据库中选取目标神经网络模型；分割单元，用于基于所述目标神经网络模型对所述多模态影像进行分割，确定脑血管与靶向核团。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述分割模块还包括：第一训练单元，用于基于所述疾病种类获取无标注图像，并基于所述无标注图像预训练初始模型，得到预训练模型；第二训练单元，用于获取所述疾病种类对应的标注图像，基于所述标注图像训练并校正所述预训练模型，得到神经网络模型；基于各所述疾病种类对应的各所述神经网络模型构建疾病数据库。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述分割单元包括：导入元件，用于将所述多模态影像导入所述目标神经网络模型，得到标注有图谱标...

【专利技术属性】
技术研发人员：付朋，姜晓兵，赵洪洋，张方成，蔡晓立，闫鹏飞，易东晔，钱康，饶竞，
申请(专利权)人：华中科技大学同济医学院附属协和医院，
类型：发明
国别省市：