本发明专利技术提出一种经颅磁刺激导航系统，用于经颅磁刺激线圈定位，其包括经颅磁刺激定位帽、磁共振成像系统及导航模块，经颅磁刺激定位帽具有多个无电极的定位标记点，磁共振成像系统扫描获得佩戴经颅磁刺激定位帽的患者头部磁共振影像信息，并检测多个无电极的定位标记点；导航模块和磁共振成像系统连接，导航模块根据患者的头部磁共振影像信息和多个无电极的定位标记点分别构建内部坐标系和外部坐标系，并根据刺激靶点在内部坐标系和外部坐标系的相对位置关系确定经颅磁刺激线圈的定位信息。所述经颅磁刺激导航系统可整合患者头皮外形，精确地对经颅磁刺激线圈进行定位。本发明专利技术另外提供一种采用上述经颅磁刺激导航系统的经颅磁刺激线圈定位方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医疗辅助器械领域，尤其涉及一种用于经颅磁刺激线圈定位的基于磁共振影像的。
技术介绍
经颉磁刺激(TranscranialMagnetic Stimulation, TMS)是一种皮层刺激方法，磁信号可以无衰减地透过颅骨而刺激到大脑神经，实际应用中并不局限于头脑的刺激，夕卜周神经肌肉同样可以进行刺激，因此现在都叫它为“磁刺激”。磁刺激是ー种物理刺激形式，它是利用时变电流流入经颅磁刺激线圈，产生高強度时变脉冲磁场，时变脉冲磁场在组织内产生感应电场和感生电流，感应电流使某些可兴奋组织产生兴奋的ー种刺激方法，具有 无痛、无损伤、操作简便、安全可靠等优点，在临床医学方面具有广泛的应用。经颅磁刺激在实际应用中，最大难题的是如何精确地确定刺激靶点。最初，刺激靶点部位的选择主要依靠操作者所具备的解剖学知识，根据人脑常规脑功能的分布进行大致确定。然而，这种大致上确定的刺激点与实际有效刺激的部位之间通常存在较大误差。为解决上述问题，目前已有部分经颅磁刺激仪配有导航定位系统，包括机械定位系统和光学导航定位系统。其中，机械定位系统主要通过触发病人运动诱发电位与机械定位工具配合使用来定位线圈，其存在的缺点是机械定位工具复杂，定位精度较差，且操作步骤繁琐，一般操作者难于有效使用；光学导航定位系统的操作主要集中在导航定位软件上，一般使用患者头部的核磁共振扫描图像来重建三维模型，然后利用光学导航系统实时跟踪经颅磁刺激线圈的位置，从而实现经颅磁刺激定位，其存在的缺点主要是缺乏患者的头皮形状信息，难于对经颅磁刺激线圈作进ー步地精确定位，而且目前的光学导航定位系统的价格较为昂虫贝ο
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供ー种经颅磁刺激导航系统，其用于经颅磁刺激线圈定位。所述经颅磁刺激导航系统包括经颅磁刺激定位帽，磁共振成像系统及导航模块，所述经颅磁刺激定位帽具有多个无电极的定位标记点；所述磁共振成像系统扫描获得佩戴所述经颅磁刺激定位帽的患者的头部磁共振影像信息，并检测所述多个无电极的定位标记点；所述导航模块和所述磁共振成像系统连接，所述导航模块根据所述患者的头部磁共振影像信息和所述多个无电极的定位标记点分别构建内部坐标系和外部坐标系，并根据刺激靶点在所述内部坐标系和所述外部坐标系的相对位置关系确定经颅磁刺激线圈的定位信息。本专利技术ー较佳实施方式中，所述经颅磁刺激定位帽包括帽体及设置于所述帽体的松紧带，所述帽体设置有多条经度线、多条纬度线以及所述多个无电极的定位标记点，所述多条经度线和所述多条纬度线纵横分布于所述帽体，所述多个无电极的定位标记点根据10/20系统法分布于所述帽体。本专利技术ー较佳实施方式中，所述帽体为白色的具有弾性和硬度的网状结构，其设置有8 128个红色的所述无电极的定位标记点。本专利技术ー较佳实施方式中，所述多个无电极的定位标记点嵌设于所述帽体，姆ー所述无电极的定位标记点均为直径和厚度等于2 IOmm的圆柱体，且由在磁共振扫描中高亮显示的材料制成。本专利技术ー较佳实施方式中，姆一所述无电极的标记点均为直径和厚度都等于5_的圆柱体，制作材料为甘油，并由聚对苯ニ甲酸类塑料红色薄膜包裹固定成型。本专利技术ー较佳实施方式中，所述多条经度线包括从鼻根点沿鼻梁中心线连接至枕外隆突的中心经度线，所述多条纬度线包括连接左侧耳前、大脑顶点和右侧耳前三点的中心纬度线。本专利技术一较佳实施方式中，所述帽体设置9条所述经度线、7条所述纬度线及64个所述无电极的定位标记点。本专利技术ー较佳实施方式中，所述导航模块包括磁共振影像处理单元和导航计算单元，所述磁共振影像处理单元和所述导航计算单元相连接，所述磁共振影像处理单元根据所述患者头部磁共振影像信息进行影像数据处理，所述导航计算单元根据所述磁共振影像处理单元的数据处理结果进行计算。本专利技术ー较佳实施方式中，所述经颅磁刺激导航系统进一歩包括图形用户界面模块，所述图形用户界面模块双向交互连接于所述磁共振成像系统及所述导航模块。本专利技术另外提供一种采用上述经颅磁刺激导航系统的经颅磁刺激线圈定位方法，所述经颅磁刺激线圈定位方法包括如下步骤SI :所述磁共振成像系统扫描获得佩戴所述经颅磁刺激定位帽的患者的头部磁共振影像信息，并检测所述多个无电极的定位标记点；S2:所述导航模块根据所述患者的头部磁共振影像信息和所述多个无电极的定位标记点分别构建内部坐标系和外部坐标系；S3 :所述导航模块计算刺激靶点在所述内部坐标系中的内部坐标；S4 :所述导航模块计算所述内部坐标在所述外部坐标系中对应的外部坐标；及S5:所述导航模块根据所述外部坐标确定经颅磁刺激线圈的定位信息。本专利技术ー较佳实施方式中，所述经颅磁刺激线圈的定位信息包括放置经颅磁刺激线圈的位置和角度。本专利技术ー较佳实施方式中，SI步骤中，检测所述多个无电极的定位标记点时，进ー步包括以下步骤S11、对佩戴所述经颅磁刺激定位帽的患者进行头部磁共振扫描，获得并读入所述患者的头部磁共振影像；S12、采用三維“高帽”算法对所述患者的头部磁共振影像的表面顶部区域进行标记点搜索，并保存所有满足条件的标记点的邻域；S13、采用基于判据的排除算法筛选获得的所述标记点，井根据所述无电极的定位标记点的已知几何形状、相对位置关系和纹理特征对所述标记点进行过滤删除；S14、根据所述无电极的定位标记点的已知三维形状，使用条件膨胀法进行标记点的邻域恢复；及S15、计算所述无电极的定位标记点的中心坐标，输出所述无电极的定位标记点的中心坐标并叠加显示于三维磁共振图像。本专利技术ー较佳实施方式中，所述标记点包括神经解剖学标记点和所述多个无电极的定位标记点。本专利技术ー较佳实施方式中，Sll步骤中共获得128个标记点的邻域。本专利技术ー较佳实施方式中，S12步骤中所述预定条件包括标记点的灰度值、标记点的所在区域及标记点的分布方式。本专利技术ー较佳实施方式中，S12步骤中最終得到标示64个所述无电极的定位标记点的图像。本专利技术ー较佳实施方式中，S2步骤中，所述导航模块根据所述多个无电极的定位 标记点构建外部坐标系时，进ー步包括以下步骤S21、根据灰度值差异检测所述多个无电极的定位标记点的边界；S22、将所述多个无电极的定位标记点的坐标转换到三维空间；S23、根据设定的所述无电极的定位标记点的半径和相对位置关系，得到每一所述无电极的定位标记点的中心坐标；及S24、筛选出真正的无电极的定位标记点，并经过层间轮廓线的生成和三维表面重建，构建对应患者头皮三维数字模型的所述外部坐标系。相较于现有技术，本专利技术提供的经颅磁刺激导航系统基于磁共振成像系统获取的患者头部磁共振影像信息，利用导航模块构建内部坐标系(对应患者内部脑结构和脑功能区域)，并利用磁共振成像系统检测的经颅磁刺激定位帽中多个无电极的定位标记点，由导航模块构建外部坐标系(对应患者外部头皮信息)，再由导航模块根据所述内部坐标系和所述外部坐标系的相对位置关系确定经颅磁刺激线圈的定位信息，由此，可以充分整合患者头皮外形、脑解剖结构和脑功能区域的信息，并结合医生的判断，精确地对经颅磁刺激线圈进行定位。同时，所述经颅磁刺激导航系统易于实现，且操作简单，可有效降低整体成本。此外，本专利技术提供的采用所述经颅磁刺激导航系统的经颅磁刺激线圈定位方法的步骤简单，易于医生掌握、并有效地实现操作。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种经颅磁刺激导航系统，其用于经颅磁刺激线圈定位，其特征在于：所述经颅磁刺激导航系统包括：经颅磁刺激定位帽，其具有多个无电极的定位标记点；磁共振成像系统，所述磁共振成像系统扫描获得佩戴所述经颅磁刺激定位帽的患者的头部磁共振影像信息，并检测所述多个无电极的定位标记点；及导航模块，其和所述磁共振成像系统连接，所述导航模块根据所述患者的头部磁共振影像信息和所述多个无电极的定位标记点分别构建内部坐标系和外部坐标系，并根据刺激靶点在所述内部坐标系和所述外部坐标系的相对位置关系确定经颅磁刺激线圈的定位信息。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王辉，秋云海，刘小武，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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