[發(fā)明專利]一種體外經(jīng)顱磁刺激的神經(jīng)效應(yīng)評(píng)價(jià)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610019710.8
• 申請(qǐng)日: 2016-01-12
• 公開（公告）號(hào): CN105688333B
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王常勇;湯戎昱;林秋霞;郎怡然;王坤;朱慧敏;韓堯;趙宇偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所
• 主分類號(hào): A61N2/04
• 分類號(hào): A61N2/04;A61N2/00
• 代理公司: 北京中譽(yù)威圣知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11279
• 代理人: 叢芳

本發(fā)明公開了一種體外經(jīng)顱磁刺激神經(jīng)效應(yīng)評(píng)價(jià)裝置。該裝置包括經(jīng)顱磁刺激器、刺激線圈、神經(jīng)組織培養(yǎng)模塊、動(dòng)作電位傳感模塊、信號(hào)處理和控制模塊。經(jīng)顱磁刺激器和刺激線圈產(chǎn)生大功率經(jīng)顱磁刺激序列，作用在神經(jīng)組織培養(yǎng)模塊維持生存的體外神經(jīng)組織上，電壓傳感器將刺激在神經(jīng)組織上產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)信號(hào)和神經(jīng)信號(hào)經(jīng)過放大電路調(diào)理放大，在邏輯控制電路控制下，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路輸入計(jì)算機(jī)，信號(hào)處理和控制模塊在線識(shí)別神經(jīng)信號(hào)和感應(yīng)電場(chǎng)信號(hào)，對(duì)不同經(jīng)顱磁刺激序列產(chǎn)生的神經(jīng)效應(yīng)和感應(yīng)電場(chǎng)進(jìn)行分析，分析結(jié)果反饋給刺激參數(shù)處理程序，再對(duì)經(jīng)顱磁刺激參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到在體外對(duì)經(jīng)顱磁刺激神經(jīng)效應(yīng)進(jìn)行定量評(píng)價(jià)和改進(jìn)優(yōu)化的作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種神經(jīng)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，特別涉及一種體外經(jīng)顱磁刺激神經(jīng)效應(yīng)評(píng)價(jià)裝置。

背景技術(shù)

經(jīng)顱磁刺激作為一種無創(chuàng)的神經(jīng)干預(yù)手段，被越來越多地用于神經(jīng)疾病的康復(fù)治療和腦功能科學(xué)研究的領(lǐng)域。但是經(jīng)顱磁刺激的作用機(jī)制仍然沒有被完全闡明，臨床和科研上都需要能夠精確測(cè)量和評(píng)價(jià)經(jīng)顱磁刺激神經(jīng)效應(yīng)的儀器和方法。

傳統(tǒng)的經(jīng)顱磁刺激神經(jīng)效應(yīng)的評(píng)價(jià)主要采用幾種人體生理和行為學(xué)指標(biāo)，包括靜息運(yùn)動(dòng)閾值(RMT)、運(yùn)動(dòng)觸發(fā)電位(MEPs)、皮層靜息期(CSP)和幻視閾值(PT)等。但是這些參數(shù)只能對(duì)相應(yīng)腦區(qū)的活動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行粗略的推測(cè)，無法提供經(jīng)顱磁刺激神經(jīng)效應(yīng)的精確信息，例如腦區(qū)活動(dòng)的高精度時(shí)間和空間信息。而且這些參數(shù)局限于評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)或視覺相關(guān)的腦區(qū)，對(duì)于其他沒有顯性參數(shù)的腦區(qū)就無能為力了。

如果采用神經(jīng)影像學(xué)技術(shù)評(píng)價(jià)經(jīng)顱磁刺激神經(jīng)效應(yīng)，例如功能核磁成像(fMRI)和正電子發(fā)射斷層掃描(PET)等，能夠部分克服以上的局限。這些影像學(xué)技術(shù)能夠測(cè)量動(dòng)作和視覺區(qū)之外的腦區(qū)活動(dòng)。神經(jīng)影像學(xué)技術(shù)普遍檢測(cè)與血液相關(guān)的動(dòng)態(tài)變化，如與神經(jīng)活動(dòng)相關(guān)氧合反應(yīng)(fMRI)和放射性標(biāo)記示蹤劑(PET)，腦血流和代謝的時(shí)空分布反映了神經(jīng)興奮性和連通性的動(dòng)態(tài)。然而這些替代信號(hào)的測(cè)量不能取代對(duì)神經(jīng)活動(dòng)的直接記錄，特別是對(duì)單細(xì)胞活動(dòng)的記錄。神經(jīng)影像學(xué)技術(shù)的信號(hào)特異性和時(shí)空分辨率受到各種限制，如血管結(jié)構(gòu)、血流動(dòng)力學(xué)反應(yīng)和神經(jīng)調(diào)節(jié)效果。沒有足夠的時(shí)間分辨率(fMRI，PET)和空間分辨率(MEG)極大地限制了這些技術(shù)關(guān)聯(lián)和定位神經(jīng)活動(dòng)的能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種體外經(jīng)顱磁刺激神經(jīng)效應(yīng)評(píng)價(jià)裝置，通過經(jīng)顱磁刺激參數(shù)自動(dòng)化閉環(huán)反饋優(yōu)化程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)經(jīng)顱磁刺激神經(jīng)效應(yīng)進(jìn)行高時(shí)空精度的測(cè)量、評(píng)價(jià)和優(yōu)化。

本發(fā)明的目的還在于提供一種感應(yīng)電場(chǎng)信號(hào)，神經(jīng)信號(hào)和刺激參數(shù)處理程序。

一種體外經(jīng)顱磁刺激神經(jīng)效應(yīng)評(píng)價(jià)裝置，所述裝置包括：

經(jīng)顱磁刺激器，用于產(chǎn)生經(jīng)顱磁刺激序列；

與經(jīng)顱磁刺激器相連的刺激線圈，用于傳導(dǎo)經(jīng)顱磁刺激序列并作用于神經(jīng)組織；

培養(yǎng)所述神經(jīng)組織的神經(jīng)組織培養(yǎng)模塊；

與所述神經(jīng)組織相連的動(dòng)作電位傳感模塊，用于放大刺激在神經(jīng)組織上產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)信號(hào)和神經(jīng)信號(hào)，并將信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)；

與動(dòng)作電位傳感模塊相連的信號(hào)處理和控制模塊，用于在線識(shí)別神經(jīng)信號(hào)和感應(yīng)電場(chǎng)信號(hào)，對(duì)不同經(jīng)顱磁刺激序列產(chǎn)生的神經(jīng)效應(yīng)和感應(yīng)電場(chǎng)進(jìn)行分析并優(yōu)化；并將優(yōu)化的參數(shù)反饋給經(jīng)顱磁刺激器；

所述信號(hào)處理和控制模塊與所述經(jīng)顱磁刺激器相連。

所述神經(jīng)組織培養(yǎng)模塊包括分別與神經(jīng)組織相連的氧氣/二氧化碳?xì)饴罚銣仄骱凸嗔鲉卧约芭c灌流單元相連的蠕動(dòng)泵。

所述動(dòng)作電位傳感模塊包括電壓傳感器，與電壓傳感器相連的放大電路，與放大電路相連的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，以及與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路相連的邏輯控制電路；電壓傳感器將刺激在神經(jīng)組織上產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)信號(hào)和神經(jīng)信號(hào)經(jīng)過放大電路調(diào)理放大，在邏輯控制電路控制下，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路輸入計(jì)算機(jī)。