[發(fā)明專利]一種新型基于皮層腦電的功能定位系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710452500.2
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN107468242B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李小俚;溫建斌
• 申請（專利權(quán)）人: 北京師范大學(xué)
• 主分類號: A61B5/0476
• 分類號: A61B5/0476
• 代理公司: 北京高航知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11530
• 代理人: 趙永強

本發(fā)明公開了一種基于皮層腦電和同步行為記錄的腦功能定位方法：同步采集行為追蹤數(shù)據(jù)和皮層腦電數(shù)據(jù)；對行為追蹤數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到行為強度時間序列；對皮層腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到腦活動時間序列；計算得到行為強度序列和腦活動序列在不同時間延遲下的相關(guān)性；篩選確定重要功能位點。所述方法能夠?qū)Υ竽X功能區(qū)進(jìn)行快速可靠的定位，適用于術(shù)中喚醒重復(fù)測查；且其允許臨床醫(yī)生根據(jù)病人的實際情況靈活調(diào)整測查所用內(nèi)容，適用于兒童或認(rèn)知功能受損的患者。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及神經(jīng)工程領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于皮層腦電和同步行為記錄的腦功能定位方法。

背景技術(shù)

神經(jīng)外科手術(shù)對于藥物難治性癲癇，腦血管疾病以及腦腫瘤等均有較好的治愈效果。但是，當(dāng)大腦的重要功能區(qū)與病灶臨近或重合時，其便會受到損毀手術(shù)的影響，從而引起功能損傷。大部分術(shù)后功能區(qū)受損的病人會在3個月內(nèi)得到恢復(fù)，但約有5％的病人會形成永久損傷。因此，如何能準(zhǔn)確地對大腦重要的功能區(qū)進(jìn)行定位對手術(shù)方案的制定和病人的預(yù)后有重要意義。經(jīng)顱磁刺激和功能核磁成像等技術(shù)在手術(shù)前就能通過無創(chuàng)的方式對相關(guān)皮層功能區(qū)進(jìn)行較好的評估，但其不能取代作為“金標(biāo)準(zhǔn)”的皮層電刺激技術(shù)得到的結(jié)果，除了由于其各自受技術(shù)原理所限而造成的精確度不夠之外，還受到其他原因的影響，比如，顱骨打開會造成大腦輕微形變，致使術(shù)前功能定位結(jié)果無法與書中皮層結(jié)構(gòu)精確配準(zhǔn)；另外，開顱手術(shù)時，大腦皮層可能會發(fā)生急性功能移位現(xiàn)象，造成與術(shù)前功能定位顯著的差異。

雖然皮層電刺激技術(shù)目前仍被作為神經(jīng)外科手術(shù)皮層功能定位的標(biāo)準(zhǔn)操作流程，但其在可靠性、實施效率以及安全性等方面的問題使得研究者們一直在尋求新的替代方案。在此方面，皮層腦電圖中反映的40-150赫茲之間的高頻伽馬活動，因其具有的高時間和空間分辨率和功能特異性而被認(rèn)為是目前最有前景的替代指標(biāo)。

本發(fā)明旨在提供一種基于皮層腦電和同步行為記錄的腦功能定位方法，以便輔助神經(jīng)外科醫(yī)生對大腦重要功能區(qū)進(jìn)行快速可靠的定位，為手術(shù)規(guī)劃和術(shù)中保護(hù)提供依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明提供一種基于皮層腦電和同步行為記錄的腦功能定位方法，以便輔助神經(jīng)外科醫(yī)生對大腦重要功能區(qū)進(jìn)行快速可靠的定位，為手術(shù)規(guī)劃和術(shù)中保護(hù)提供依據(jù)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種基于皮層腦電和同步行為記錄的腦功能定位方法，包括以下步驟：

步驟1：同步采集行為追蹤數(shù)據(jù)和皮層腦電數(shù)據(jù)；

步驟2：對行為追蹤數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到行為強度時間序列；

步驟3：對皮層腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到腦活動時間序列；

步驟4：計算得到行為強度序列和腦活動序列在不同時間延遲下的相關(guān)性；

步驟5：篩選確定重要功能位點。

本發(fā)明的優(yōu)點：

(1)本發(fā)明提出了一種在不依賴刺激-反應(yīng)實驗范式的情況下，利用持續(xù)行為追蹤與神經(jīng)信號的相關(guān)關(guān)系評估相關(guān)皮層區(qū)域重要性的方法。本方法允許施測人員靈活調(diào)整方案以適應(yīng)不同情況，從而拓寬了其應(yīng)用范圍。

(2)另外，經(jīng)過試驗我們發(fā)現(xiàn)，該方法在相對少量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過短時間的處理就能獲得有效結(jié)果，使得在手術(shù)進(jìn)行當(dāng)中的有限時間內(nèi)可以進(jìn)行多次重復(fù)測量，從而大大提高了可靠性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明基于皮層腦電和同步行為記錄的腦功能定位方法的流程圖；

圖2為兩種行為數(shù)據(jù)處理實例的示意圖；

圖3為皮層腦電數(shù)據(jù)處理實例的示意圖；

圖4為實施例行為數(shù)據(jù)與皮層腦電數(shù)據(jù)延時相關(guān)計算結(jié)果的示意圖；

圖5為實例使用本方法得到的重復(fù)皮層語言功能定位結(jié)果。