[發明專利]一種優化神經調控的方法和裝置

有效

• 申請號: 201611258189.X
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106823137B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 王征;陳瀟宇
• 申請（專利權）人: 王征;陳瀟宇
• 主分類號: A61N1/36
• 分類號: A61N1/36;A61B5/055
• 代理公司: 北京奉思知識產權代理有限公司 11464
• 代理人: 吳立;鄒軼鮫

1.一種篩選受試者神經調控相關的腦疾病治療靶點的裝置，其特征在于，所述裝置包括：

模擬神經調控模塊和調控結果評估模塊；

其中，所述模擬神經調控模塊用于在宏觀腦功能網絡連接的基礎上模擬神經調控；所述調控結果評估模塊用于通過量化指標篩選出神經調控治療靶點；

所述的模擬神經調控模塊包括：

線性縮放單元、網絡反卷積單元、神經調控單元和網絡卷積單元；

其中，所述線性縮放單元用于網絡反卷積算法的預處理步驟；所述網絡反卷積單元，是用于得到與功能網絡相對應的直接網絡；所述神經調控單元，是基于設定的調控強度范圍對每個靶點在直接網絡上進行雙側神經調控；所述網絡卷積單元，是用于將神經調控后的直接網絡使用網絡卷積得到神經調控后的功能網絡；

其中，線性縮放是在基于靜息態功能磁共振數據構建疾病組功能網絡之后進行的。

2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的網絡反卷積單元，包括：

第一奇異值分解單元、第一分式線性變換單元和直接網絡獲得單元；

其中，所述的第一奇異值分解單元，是將功能網絡進行奇異值分解；所述的第一分式線性變換單元，是對所有的奇異值進行分式線性變換；所述的直接網絡獲得單元，是基于所有奇異值的分式線性變換得到直接網絡。

3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的網絡卷積單元，包括：

第二奇異值分解單元、第二分式線性變換單元和功能網絡獲得單元；

其中，所述的第二奇異值分解單元，是將神經調控后的直接網絡進行奇異值分解；所述的第二分式線性變換單元，是對所有的奇異值進行分式線性變換；所述的功能網絡獲得單元，是基于所有奇異值的分式線性變換得到神經調控后的功能網絡。

4.如權利要求1-3任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括：

靜息態功能磁共振數據采集和功能網絡構建模塊，

其中，所述靜息態功能磁共振數據采集和功能網絡構建模塊是基于靜息態功能磁共振數據構建功能網絡矩陣。

5.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述靜息態功能磁共振數據采集和功能網絡構建模塊中的功能網絡包括疾病組功能網絡和健康對照組功能網絡。

6.如權利要求1-3任一項所述的裝置，其特征在于，所述受試者是個體水平或群體水平。

7.根據權利要求1-3任一項所述的裝置，其特征在于，所述調控結果評估模塊包括：

群體水平評估單元和個體水平評估單元；

其中，調控結果評估是基于健康對照組的全腦宏觀功能網絡矩陣進行的。

8.如權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述群體水平評估單元，包括：

群體水平量化評估單元、調控強度獲取單元和靶點效果預測單元；

其中，所述的群體水平量化評估單元，是分別計算模擬調控前、模擬調控后疾病組平均功能網絡矩陣和健康對照組平均功能網絡矩陣的相似度，并且計算模擬調控前后所述相似度的比值來量化衡量治療效果；所述的調控強度獲取單元，是通過最大化治療效果選取調控強度；所述靶點效果預測單元，是在所述調控強度下根據治療效果篩選治療靶點。

9.如權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述個體水平評估單元，包括：

個體水平量化評估單元、調控強度獲取單元和靶點效果預測單元；

其中，所述的個體水平量化評估單元，是分別計算模擬調控前、模擬調控后受試者個體功能網絡矩陣和健康對照組平均功能網絡矩陣的相似度，并且計算模擬調控前后所述相似度的比值來量化衡量治療效果；所述的調控強度獲取單元，是通過最大化治療效果選取調控強度；所述的靶點效果預測單元，是在所述調控強度下根據治療效果篩選治療靶點。

10.如權利要求1-3任一項所述的裝置，其特征在于，所述腦疾病包括：例如少兒自閉癥、中年情感障礙類疾病、老年神經退行性疾病。