[發(fā)明專利]用于認(rèn)知增強(qiáng)的個(gè)性化閉環(huán)脈沖經(jīng)顱刺激系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880033691.1
• 申請(qǐng)日: 2018-05-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110662576A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: I·穆罕默德扎扎德;P·K·皮利;M·D·霍華德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 赫爾實(shí)驗(yàn)室有限公司
• 主分類號(hào): A61N1/36
• 分類號(hào): A61N1/36;A61N1/04;A61B5/0476;A61B5/04
• 代理公司: 11127 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 李艷芳;王小東

一種用于認(rèn)知增強(qiáng)的閉環(huán)脈沖經(jīng)顱刺激的系統(tǒng)。在操作期間，所述系統(tǒng)對(duì)受試者的大腦中的感興趣區(qū)域(ROI)進(jìn)行識(shí)別，并且接著基于所述ROI的估計(jì)源來(lái)估計(jì)ROI源激活。然后基于所述ROI源激活來(lái)確定受試者是否處于較差編碼狀態(tài)。最后，當(dāng)所述受試者處于較差編碼狀態(tài)、發(fā)生預(yù)定義的外部事件或行為或者所述受試者在睡眠期間處于鞏固狀態(tài)時(shí)，激活一個(gè)或更多個(gè)電極，以應(yīng)用脈沖經(jīng)顱刺激(tPS)治療。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求保護(hù)2017年7月18日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.62/534,091的權(quán)益并且作為其非臨時(shí)專利申請(qǐng)，該美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入于此。

政府權(quán)利

本發(fā)明在DARPA BTO授予的美國(guó)政府合同號(hào)N66001-16-C-4058和N66001-16-C-4066的政府支持下進(jìn)行。政府在本發(fā)明中具有特定權(quán)利。

發(fā)明背景

(1)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及經(jīng)顱刺激系統(tǒng)，并且更具體地，涉及用于認(rèn)知增強(qiáng)的閉環(huán)脈沖經(jīng)顱刺激系統(tǒng)。

(2)相關(guān)技術(shù)的描述

已經(jīng)設(shè)計(jì)了經(jīng)顱刺激技術(shù)來(lái)解決多種認(rèn)知問(wèn)題。舉例來(lái)說(shuō)，Ezzyat等人提供了一種基于由癲癇患者中的植入電極提供的大腦狀態(tài)意識(shí)來(lái)控制刺激的方法(參見(jiàn)所并入的參考文獻(xiàn)的列表，參考文獻(xiàn)No.2)。這樣的電極僅給出植入?yún)^(qū)域中的數(shù)據(jù)并且無(wú)法在閉環(huán)中操作。換句話說(shuō)，現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法僅在刺激最有效時(shí)選擇性地施加該刺激。

因此，仍然需要一種提供閉環(huán)的系統(tǒng)以及能夠在刺激對(duì)認(rèn)知增強(qiáng)最有效的時(shí)間有效地應(yīng)用刺激導(dǎo)聯(lián)(stimulation montage)的脈沖刺激系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本公開(kāi)提供了一種用于認(rèn)知增強(qiáng)的閉環(huán)脈沖經(jīng)顱刺激的系統(tǒng)。在一些實(shí)施方式中，所述系統(tǒng)包括具有多個(gè)電極的頭罩、一個(gè)或更多個(gè)處理器以及存儲(chǔ)器。所述存儲(chǔ)器是編碼有可執(zhí)行指令的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，以使在執(zhí)行所述指令時(shí)，所述一個(gè)或更多個(gè)處理器執(zhí)行多個(gè)操作。例如，在操作期間，所述系統(tǒng)對(duì)受試者的大腦中的感興趣區(qū)域(ROI)進(jìn)行識(shí)別，并接著基于所述ROI的估計(jì)源來(lái)估計(jì)ROI源激活。然后，基于所述ROI源激活來(lái)確定受試者是否處于較差編碼狀態(tài)。最后，當(dāng)所述受試者處于較差編碼狀態(tài)、發(fā)生預(yù)定義的外部事件或行為或者所述受試者在睡眠期間處于鞏固狀態(tài)時(shí)，激活所述頭罩中的一個(gè)或更多個(gè)電極，以應(yīng)用脈沖經(jīng)顱刺激(tPS)治療。

在另一方面，所述一個(gè)或更多個(gè)電極被激活，以施加所述tPS達(dá)所述外部事件或行為或者所述較差編碼狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間，在所述持續(xù)時(shí)間之后，所述系統(tǒng)停止激活所述一個(gè)或更多個(gè)電極。

此外，所述一個(gè)或更多個(gè)電極被激活，以施加所述tPS，直到所述編碼狀態(tài)從較差改變成較好。

在又一方面，所述tPS被施加在閉環(huán)中，所述閉環(huán)從屬于源定位顱內(nèi)腦電圖或腦電圖波形的已知對(duì)感興趣的所述ROI中的感興趣的大腦功能很重要的特定階段。

另外，基于所述ROI的估計(jì)源來(lái)估計(jì)ROI源激活是使用腦電圖數(shù)據(jù)的逆映射來(lái)執(zhí)行的。

在又一方面，基于所述ROI的估計(jì)源來(lái)估計(jì)ROI源激活是使用植入電極來(lái)執(zhí)行或校正的。

最后，本發(fā)明還包括計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法。所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括存儲(chǔ)在非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)可讀指令，所述計(jì)算機(jī)可讀指令可以通過(guò)具有一個(gè)或更多個(gè)處理器的計(jì)算機(jī)執(zhí)行，使得在執(zhí)行所述指令時(shí)，一個(gè)或更多個(gè)處理器執(zhí)行本文列出的操作。另選地，所述計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法包括使計(jì)算機(jī)執(zhí)行這種指令并且執(zhí)行所得操作的行為。

附圖說(shuō)明

結(jié)合對(duì)附圖的參考，本發(fā)明的目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)將根據(jù)本發(fā)明各個(gè)方面的以下詳細(xì)描述變得顯而易見(jiàn)，其中：