目标调控皮层的刺激强度确定方法、计算设备及计算机程序产品技术

技术编号:44990436 阅读:17 留言:0更新日期:2025-04-15 17:06
本申请实施例提供一种目标调控皮层的刺激强度确定方法、计算设备及计算机程序产品。目标调控皮层的刺激强度确定方法包括:利用经颅磁刺激实验获取受试头部的初级运动皮层的第一运动阈值;基于受试头部的磁共振成像数据,构建受试头部对应的各向异性电导率头模型;在各向异性电导率头模型中确定与初级运动皮层对应的第一测试区域,以及与目标调控皮层对应的第二测试区域;利用第一运动阈值对应的刺激强度值,分别对第一测试区域和第二测试区域进行电场模拟;基于第一电场值和第二电场值确定缩放因子;基于缩放因子和第一运动阈值,确定目标调控皮层的目标刺激强度。本申请实施例提供的技术方案可以得到更为准确的目标调控皮层的目标刺激强度。

【技术实现步骤摘要】

本申请实施例涉及计算机技术应用领域,尤其涉及一种目标调控皮层的刺激强度确定方法、计算设备及计算机程序产品


技术介绍

1、经颅磁刺激(tms,transcranial magnetic stimulation)是一种利用交变磁场作用于大脑皮层,产生感应电流,进而影响神经元活动的技术。当经颅磁刺激的线圈在大脑外部产生交变磁场时,该磁场可以穿透颅骨,在大脑皮层的神经组织中感应出电场。根据法拉第电磁感应定律,变化的磁场会在大脑神经组织中产生电动势,从而引发感应电流。这种感应电流能够直接作用于神经元的细胞膜,改变细胞膜的电位状态。当感应电流达到一定强度时,可使神经元细胞膜去极化,达到神经元的兴奋阈值,从而引发动作电位,激活神经元。例如,在初级运动皮层进行经颅磁刺激时,能够刺激该区域的神经元,使其产生动作电位,进而引发对侧手部的运动,由此,初级运动皮层的运动阈值即可以定义为刚好引发对侧手部的运动时的经颅磁刺激的刺激强度。

2、经颅磁刺激不仅能直接激活单个神经元,还可以对大脑的神经回路产生影响。通过调节特定脑区的神经元活动,改变神经递质的释放和神经信号的传递,进而影响大脑的功能。比如在治疗抑郁症等精神疾病时,对大脑的前额叶等相关脑区进行经颅磁刺激,可能会调节该区域与情绪调节相关的神经回路,影响血清素、多巴胺等神经递质的释放和传递,从而改善患者的情绪状态和认知功能。

3、然而,对于类似大脑的前额叶等相关脑区而言,对其进行经颅磁刺激并不会产生可观测的反应,因此,如何准确的确定类似大脑的前额叶等目标调控皮层的刺激强度成为亟待解决的技术问题。


技术实现思路

1、本申请实施例提供一种目标调控皮层的刺激强度确定方法、装置、计算设备及计算机程序产品。

2、第一方面,本申请实施例中提供了一种目标调控皮层的刺激强度确定方法,包括:

3、利用经颅磁刺激实验获取受试头部的初级运动皮层的第一运动阈值;

4、基于所述受试头部的磁共振成像数据,构建所述受试头部对应的各向异性电导率头模型;

5、在所述各向异性电导率头模型中确定与所述初级运动皮层对应的第一测试区域,以及与目标调控皮层对应的第二测试区域;

6、利用所述第一运动阈值对应的刺激强度值,分别对所述第一测试区域和所述第二测试区域进行电场模拟,以确定所述第一测试区域和所述第二测试区域处产生的第一电场值和第二电场值;

7、基于所述第一电场值和所述第二电场值确定缩放因子;

8、基于所述缩放因子和所述第一运动阈值,确定所述目标调控皮层的目标刺激强度。

9、第二方面,本申请实施例中提供了一种目标调控皮层的刺激强度确定装置,包括:

10、第一阈值确定模块,用于利用经颅磁刺激实验获取受试头部的初级运动皮层的第一运动阈值;

11、模型构建模块,用于基于所述受试头部的磁共振成像数据,构建所述受试头部对应的各向异性电导率头模型;

12、测试区域确定模块,用于在所述各向异性电导率头模型中确定与所述初级运动皮层对应的第一测试区域,以及与目标调控皮层对应的第二测试区域;

13、电场模拟模块,用于利用所述第一运动阈值对应的刺激强度值,分别对所述第一测试区域和所述第二测试区域进行电场模拟,以确定所述第一测试区域和所述第二测试区域处产生的第一电场值和第二电场值;

14、缩放因子确定模块,用于基于所述第一电场值和所述第二电场值确定缩放因子;

15、强度确定模块,用于基于所述缩放因子和所述第一运动阈值,确定所述目标调控皮层的目标刺激强度。

16、第三方面,本申请实施例中提供了一种计算设备,包括处理组件以及存储组件;

17、所述存储组件存储一个或多个计算机指令;所述一个或多个计算机指令用以被所述处理组件调用执行,以实现本申请实施例提供的目标调控皮层的刺激强度确定方法。

18、第四方面,本申请实施例中提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序/指令,所述计算机程序/指令被处理组件执行时本申请实施例提供的目标调控皮层的刺激强度确定方法。

19、在本申请的实施例中,通过采用利用经颅磁刺激实验获取受试头部的初级运动皮层的第一运动阈值;基于所述受试头部的磁共振成像数据,构建所述受试头部对应的各向异性电导率头模型;在所述各向异性电导率头模型中确定与所述初级运动皮层对应的第一测试区域,以及与目标调控皮层对应的第二测试区域;利用所述第一运动阈值对应的刺激强度值,分别对所述第一测试区域和所述第二测试区域进行电场模拟,以确定所述第一测试区域和所述第二测试区域处产生的第一电场值和第二电场值;基于所述第一电场值和所述第二电场值确定缩放因子;基于所述缩放因子和所述第一运动阈值,确定所述目标调控皮层的目标刺激强度的技术方案,可以利用第一电场值和第二电场值的比值作为缩放因子,根据不同皮层区域的电场差异,对第一运动阈值进行调整,从而可以得到更为准确的目标调控皮层的目标刺激强度,进而为更精准的经颅磁刺激治疗或研究提供支持。

20、本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种目标调控皮层的刺激强度确定方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述受试头部的磁共振成像数据,构建所述受试头部对应的各向异性电导率头模型包括:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述利用所述第一运动阈值对应的刺激强度值,对所述第一测试区域进行电场模拟,以确定所述第一测试区域处产生的第一电场值包括:

4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,生成包括多个组织区域的头部模型后,所述方法还包括:

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述基于所述第一初级电场和所述第一次级电场,得到所述第一电场值包括:

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用经颅磁刺激实验获取受试头部的初级运动皮层的第一运动阈值包括:

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述预设条件包括运动诱发电位的幅度值达到预设幅度阈值的次数。

8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述第一电场值和所述第二电场值确定缩放因子包括:

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述基于所述缩放因子和所述第一运动阈值,确定所述目标调控皮层的目标刺激强度包括:

10.一种计算设备,其特征在于,包括处理组件以及存储组件;

11.一种计算机程序产品,其特征在于,包括计算机程序/指令,所述计算机程序/指令被处理组件执行时实现如权利要求1至9任一项所述的目标调控皮层的刺激强度确定方法。

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【技术特征摘要】

1.一种目标调控皮层的刺激强度确定方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述受试头部的磁共振成像数据,构建所述受试头部对应的各向异性电导率头模型包括:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述利用所述第一运动阈值对应的刺激强度值,对所述第一测试区域进行电场模拟,以确定所述第一测试区域处产生的第一电场值包括:

4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,生成包括多个组织区域的头部模型后,所述方法还包括:

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述基于所述第一初级电场和所述第一次级电场,得到所述第一电场值包括:

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱朝喆柳天阳王曦明王浩
申请(专利权)人:上海空山慈科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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