[發明專利]一種多點多頻三維經顱磁刺激系統及顱內外坐標轉換方法

有效

• 申請號: 201410669012.3
• 申請日: 2014-11-20
• 公開（公告）號: CN104474636A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 李想;陸黎川;齊俊波
• 申請（專利權）人: 西安索立德醫療科技有限公司
• 主分類號: A61N2/04
• 分類號: A61N2/04;A61B5/055
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李婷

1.一種多點多頻三維經顱磁刺激系統，其特征在于，包括固定裝置、刺激裝置和輔助定位裝置；

固定裝置包括用于固定人體顱部位置的固定器；

刺激裝置位于固定裝置的上方，包括呈球面狀分布的多個探頭(20)，探頭(20)連接至經顱磁刺激儀(13)；

輔助定位裝置包括設置在緊密貼附于人體面部的適形面罩(32)，和設置在適形面罩(32)周圍的定位器(22)，在適形面罩(32)上開設有定位孔(33)；

經顱磁刺激儀(13)連接至一個控制器。

2.如權利要求1所述的所述的多點多頻三維經顱磁刺激系統，其特征在于，定位器(22)設置三個，其中兩個定位器(2)與水平面之間的距離相同，與這兩個定位器(22)連線垂直且經過連線中心的面稱為平分面，則另外一個定位器(22)位于平分面中，并且三個定位器(22)連接構成的平面不與水平面平行；定位器(22)連接在導航裝置上。

3.如權利要求1所述的所述的多點多頻三維經顱磁刺激系統，其特征在于，所述的刺激裝置包括球形頭盔(5)，在頭盔(5)上按照人體腦部不同的功能區域對應地劃分為多個區域，在頭盔(5)上劃分的每個區域中設置至少一個所述的探頭(20)。

4.如權利要求3所述的所述的多點多頻三維經顱磁刺激系統，其特征在于，所述的探頭(20)穿過頭盔(5)表面伸入到頭盔(5)中，每個探頭(20)上均安裝有驅動裝置(35)，驅動裝置(35)可帶動探頭(20)沿遠離或靠近頭盔(5)中心的方向運動，驅動裝置(35)連接至控制器。

5.如權利要求1所述的所述的多點多頻三維經顱磁刺激系統，其特征在于，所述的頭盔(5)通過連接桿(19)安裝在平行于地面設置的支撐桿(17)上，連接桿(19)可沿支撐桿(17)滑動，在支撐桿(17)上還設置有限制連接桿(19)位置的限位塊(25)。

6.如權利要求1所述的所述的多點多頻三維經顱磁刺激系統，其特征在于，所述的固定器包括筒狀頸托(8)，該頸托(8)套裝在人體頸部并與人體頸部曲線相貼合，頸托(8)的頂端向上延伸且不超過患者的嘴部和耳部，頸托(8)的?底端向下延伸且不超過患者的胸部和肩部，頸托(8)向上、向下延伸的部分和與延伸部分接觸的人體部位的曲線相貼合。

7.如權利要求6所述的所述的多點多頻三維經顱磁刺激系統，其特征在于，所述的頸托(8)沿其軸向剖切對稱一分為二，分開的兩部分頸托(8)通過合頁(23)連接，在分開的兩部分頸托(8)上對稱設置有鎖扣(27)，兩部分頸托(8)通過鎖扣(27)鎖合形成一個完整的頸托(8)。

8.如權利要求1所述的所述的多點多頻三維經顱磁刺激系統，其特征在于，所述的適形面罩(32)由熱塑材料制成，適形面罩(32)由眼底向下延伸至下頜底部，由鼻部向兩側延伸至耳底部，與人體面部生理結構相切合，且在適形面罩(32)上留有與鼻部和嘴部對應的通孔；所述的定位孔(33)開設在面罩上眼底位置和耳底位置。

9.一種顱內外坐標轉換方法，其特征在于，具體按照以下步驟進行：

步驟一，利用定位器在患者面部進行三點定位，在定位的三點處固定標志物，然后進行磁共振掃描，得到包含病灶區域和標志物陰影在內的掃描圖；

步驟二，根據掃描圖信息，得到病灶發生的腦區，然后對掃描圖進行三維重建，在三維重建圖中，得到病灶腦區在三維重建圖中的三維坐標系中的坐標，記為P(x,y,z)；

步驟三，利用三個標志物的陰影在三維重建圖中的坐標，將實際空間的三維坐標系對應到三維重建圖中的一個局部坐標系，并得到兩個坐標系之間的對應關系；

步驟四，根據兩個坐標系之間的對應關系，得到病灶腦區在實際空間坐標系中的坐標P′(x′,y′,z′)。

10.如權利要求9所述的顱內外坐標轉換方法，其特征在于，步驟三的具體過程如下：

步驟S30，記所述的三個標志物分別為第一標志物、第二標志物和第三標志物，將第一標志物、第二標志物在三維重建圖中的坐標連線作為局部坐標系的X′軸，從第三標志物在三維重建圖中的坐標向X′軸作垂線，垂線與X′軸相交點記為O′即為局部坐標系的原點，O′在三維重建圖中的坐標記為(x₀,y₀,z₀)；

步驟S31，三維重建圖中第三標志物的坐標與X′軸的垂線為局部坐標系的Z′軸，通過局部坐標系的原點O′的坐標和第三標志物在三維重建圖中的坐標，計算出兩點間的直線方程，繼而得到局部坐標系Z′軸與三維重建圖中的三維坐標系X,Y,Z軸的夾角分別為α,β,γ；

步驟S32，局部坐標系到三維重建圖中的坐標系的變換可看作是由局部坐標系繞三維重建圖中坐標系Y軸旋轉a角度，然后又繞著Z軸旋轉b角度，繼而平移至(x₀,y₀,z₀)三個變換組成，則三個變換矩陣分別為：

則組合變換矩陣為：

Z′軸的方向余弦分別為：

cosa＝n₃＝cosγ??(3)

將上面的式(3)至(6)代入組合變換矩陣式(1)中可得到：

因此，局部坐標系中的一點(x′,y′,z′)可以通過轉換矩陣轉換為三維重建圖中坐標系中的坐標(x,y,z)，轉換關系如下：

[x′?y′?z′?1]·T＝[x?y?z?1]??(8)?

已知三維重建圖中坐標系中的坐標，要轉化為局部坐標系中的坐標，則可采用以下公式：

[x′?y′?z′?1]＝[x?y?z?1]·T^-1??(9)?

式(9)中，T^-1可通過對T求逆矩陣得到，T^-1為：

則將(10)代入(9)中即可將三維重建圖中的坐標轉化為局部坐標系，即實際空間坐標系中的坐標。