[發(fā)明專利]一種優(yōu)化神經(jīng)調(diào)控的方法和裝置

有效

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• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106823137B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發(fā)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(chǎn)權代理有限公司 11464
• 代理人: 吳立;鄒軼鮫

本發(fā)明公開了一種優(yōu)化腦疾病神經(jīng)調(diào)控的方法，包括以下步驟：模擬神經(jīng)調(diào)控、篩選神經(jīng)調(diào)控靶點、參數(shù)定標和參數(shù)優(yōu)化，通過所述方法可獲得最優(yōu)治療靶點及其對應的最優(yōu)調(diào)控參數(shù)設置。本發(fā)明不僅在判斷神經(jīng)調(diào)控中更為客觀、高效，還可以運用到個體水平的療效預測、神經(jīng)調(diào)控靶點篩選、調(diào)控參數(shù)優(yōu)化等具體方面，大大優(yōu)化了針對治療個體化神經(jīng)和精神類疾病的神經(jīng)調(diào)控方法。

技術領域

本發(fā)明涉及神經(jīng)科學、醫(yī)學影像與電磁學交叉領域，尤其涉及一種基于磁共振腦功能聯(lián)接圖譜解析腦網(wǎng)絡效率轉化，進而輔助優(yōu)化腦疾病神經(jīng)調(diào)控的方法和裝置。

背景技術

現(xiàn)代神經(jīng)調(diào)控技術(如深部腦刺激等)作為一種有效的外科治療手段，具有微創(chuàng)、可逆、可調(diào)性的特點，與立體定向毀損手術相比，大大降低了手術的致殘率，能夠為腦疾病患者提供一種新的選擇。但是，目前該類技術在臨床中的應用仍然面臨很大的挑戰(zhàn)，治療方案的制定，包括選擇合適的作用靶點、制定正確的手術計劃、確保精準的靶點定位及制定合理的調(diào)控參數(shù)等，都將影響治療的效果。目前臨床只能借助醫(yī)生的外科手術經(jīng)驗來選擇靶點、設置刺激參數(shù)，缺乏有力的客觀依據(jù)支持。由于神經(jīng)和精神類疾病病因復雜，加之患者存在個體差異，試圖采用通用的治療方案來對每個病患個體開展臨床治療，往往影響治療效果，導致不可預知的副作用，甚至錯過患者的最佳治療時間。因此，需要一種客觀、準確并且可量化的輔助手段來幫助醫(yī)生篩選適合進行神經(jīng)調(diào)控治療的患者，并為其選擇最優(yōu)化的神經(jīng)調(diào)控治療方案。

結合先進的磁共振成像技術，可以構建由節(jié)點(不同的腦區(qū))和邊(各個腦區(qū)之間的關聯(lián))組成的全腦功能網(wǎng)絡。基于圖論理論，全腦功能圖譜已經(jīng)被廣泛的應用于腦疾病的機理研究、疾病治療的機制以及療效預測等領域。大量研究表明，神經(jīng)和精神類疾病可能是由于連接不同腦區(qū)的神經(jīng)環(huán)路的功能障礙導致的，神經(jīng)調(diào)控手段可以通過對腦網(wǎng)絡中的神經(jīng)環(huán)路進行調(diào)整，輻射并逆轉整個腦網(wǎng)絡的網(wǎng)絡性質(zhì)從而達到輔助治療疾病的效果。

以往基于磁共振影像數(shù)據(jù)的分析都只是評估兩組間在統(tǒng)計學意義上的顯著性差異，但是，由于神經(jīng)精神系統(tǒng)疾病的個體差異性大，而組平均效應使得現(xiàn)有方法無法滿足臨床中對個體患者疾病治療的要求，實際可操作性差。因此，急需為腦疾病患者提供一種能夠在個體水平進行評估的優(yōu)化神經(jīng)調(diào)控的方法，本發(fā)明解決了這一需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明一方面提供了一種用于優(yōu)化腦疾病神經(jīng)調(diào)控的方法，所述方法包括以下步驟：

a)模擬神經(jīng)調(diào)控；

b)篩選神經(jīng)調(diào)控靶點；

c)參數(shù)定標和參數(shù)優(yōu)化；

通過所述方法可獲得受試者腦疾病的候選治療靶點及其對應的候選調(diào)控參數(shù)。

其中，所述方法還包括以下步驟：

在步驟a)之前，采集磁共振數(shù)據(jù)，構建疾病組宏觀全腦功能網(wǎng)絡聯(lián)接圖譜；

在步驟b)之前，采集磁共振數(shù)據(jù)，構建健康對照組宏觀全腦功能網(wǎng)絡聯(lián)接圖譜。

在本發(fā)明的一些實施例中，所述受試者是個體水平或群體水平。

在本發(fā)明的一些實施例中，所述步驟a)神經(jīng)調(diào)控模擬，包括以下步驟：

a1)基于磁共振數(shù)據(jù)構建的疾病組功能網(wǎng)絡，進行線性縮放；

a2)使用網(wǎng)絡反卷積得到與功能網(wǎng)絡相對應的直接網(wǎng)絡；

a3)基于設定的調(diào)控幅度在直接網(wǎng)絡上進行神經(jīng)調(diào)控；

a4)將神經(jīng)調(diào)控后的直接網(wǎng)絡使用網(wǎng)絡卷積得到神經(jīng)調(diào)控后的功能網(wǎng)絡。

在本發(fā)明的一些具體實施例中，所述步驟a2)使用網(wǎng)絡反卷積得到與功能網(wǎng)絡相對應的直接網(wǎng)絡，包括以下步驟：

a21)將功能網(wǎng)絡進行奇異值分解；