[發明專利]自動腦部探測器引導系統

有效

• 申請號: 201680039601.0
• 申請日: 2016-05-09
• 公開（公告）號: CN107847138B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 馬基德·米歇爾;丹·瓦爾斯基;哈加伊·伯格曼;茲維·伊斯雷爾
• 申請（專利權）人: 阿爾法歐米伽神經科技有限公司
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B5/37;A61B5/369;A61B5/293;A61N1/00;A61N1/05;A61N1/36;G06F3/01
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

本申請案是有關于一種自動腦部?探測器引導系統。具體地，本申請案是有關于一種用于引導一探測器到有需要的一對象的腦部中的視丘下核的背旁側振蕩區域的實時方法及系統，通過隱馬爾可夫模型(HMM)使用因數部分可觀察馬爾可夫決策過程(POMDP)表示為一動態貝葉斯網絡(DBN)。

交互參照的相關申請案

本申請案要求2015年5月10日提交的美國臨時專利申請案第62/159,336號的優先權，其全部內容通過引用合并于此。

技術領域

本申請案是有關于一種自動腦部-探測器引導系統。具體地，本申請案是有關于一種用于引導一探測器到有需要的一對象的腦部中的視丘下核的背旁側振蕩區域的實時方法及系統，使用封閉的隨機電生理反饋。

背景技術

深度腦部刺激(DBS)是一種關于植入稱作的一粗電極的一醫療裝置(也稱為“引腳”、“腦部起搏器”、“電極”或“慢性電極”)的外科手術程序，向所述腦部的特定部位發送電脈沖。選擇在腦部內多個區域的深度腦部刺激為治療難治性運動及情感失調提供了顯著的治療效果，如帕金森氏癥、震顫、肌張力障礙及抑郁等。目前，所述程序僅用于患者的癥狀不能用藥物充分控制。深度腦部刺激以一種受控制的方式直接改變腦部活動，其作用是可逆的(與破壞技術不同)。深度腦部刺激使用所述外科手術的方式植入，電池供電的醫療神經刺激器將電刺激傳遞到目標區域腦部中控制運動，阻斷所述導致震顫及帕金森氏癥(PD)的異常神經信號。

在所述程序之前，一神經外科醫生使用磁共振成像(MRI)或計算機斷層掃描(CT)掃描來識別及定位腦部中的確切目標。為了治療運動失調，這些目標是控制運動的5個區域，如丘腦、視丘下核、及蒼白球，電神經信號在此處產生所述不希望的癥狀。

深度腦部刺激系統通常由三部分組成：一粗電極、一延伸部及一神經刺激器。所述粗電極是一薄且絕緣的導線，通過所述顱骨內的一個小開口插入并植入腦部中。所述電極的尖端位于所述目標腦部區域內。

所述延伸部是一絕緣導線，可以在頭、頸、肩的皮膚下穿過，將所述引腳連接到所述神經刺激器。所述神經刺激器(“電池組”)是所述的第三組件，通常植入在鎖骨附近的皮膚下。在某些情況下，它可以在較低的位置的胸部或腹部之下的皮膚下被植入。

一旦所述系統就位，將多個電脈沖從所述神經刺激器發送向上沿著所述延伸部分電線及所述引腳送入所述腦部中。這些脈沖干擾并阻止導致不希望的癥狀的多個電信號。使用者有需要時可以把所述深度腦部刺激關掉。

因此，所述粗電極的準確及快速的引導，將對于改善安裝的粗電極的效率至關重要。因此，在本領域中，需要以能夠最精確的方式將所述粗電極精確地引導至所述目標區域。

發明內容

本發明的一個目的是提供多個自動腦部探測器引導系統的多個實施例。

在一個實施例中，本發明提供一種自動將一驅動器耦合的腦部探測器引導到有需要的一對象的腦部中的一感興趣區域的方法，其特征在于，所述方法包含步驟：基于一預定的插入軌跡，定位所述腦部探測器以朝向所述感興趣區域，所述腦部探測器具有一近端與一遠端，所述遠端耦合至一驅動器；使用一預定的步長大小，使所述腦部探測器朝向所述感興趣區域平移；通過所述腦部探測器沿著所述預定的插入軌跡記錄一神經生理學響應；基于通過所述腦部探測器記錄的所述神經生理學響應，計算多個預定觀測要素；對所述多個觀測要素中的每一個建構一貝葉斯網絡；組合對于所述多個觀測要素中的每一個所建構的多個所述貝葉斯網絡從而創建一動態貝葉斯網絡包含所述多個所述預定的多個觀測要素；基于所述動態貝葉斯網絡，建構一因數部分可觀察馬爾可夫決策過程，其中所述部分可觀察馬爾可夫決策過程(POMDP)更包含在所述多個預定觀測要素之間的多個關系；基于所述部分可觀察馬爾可夫決策過程，決定一步長距離以沿著所述插入軌跡前移所述腦部探測器；使用所述驅動器，使所述腦部探測器沿著所述插入軌跡自動地前移朝向所述感興趣區域；及重復上述決定所述步長距離以及前移所述腦部探測器到所述感興趣位置的步驟。