[發明專利]用于功能性MRI期間的電刺激的系統

有效

• 申請號: 201880065030.7
• 申請日: 2018-10-05
• 公開（公告）號: CN111372649B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: A·O·巴恩楚普;L·M·約根森;C·德森
• 申請（專利權）人: 羅斯基勒柯格醫院;丹麥國家醫院;哥本哈根大學
• 主分類號: A61N1/08
• 分類號: A61N1/08;A61N1/36
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司 37101
• 代理人: 閻娬斌;匡麗娟

本公開涉及一種用于在MR掃描儀中生成預定電信號以在受試者的MRI或功能性MRI期間用于所述受試者的電刺激的系統，其中所述MR掃描儀位于屏蔽的MRI室內部。所述系統包括位于所述MRI室外部的控制單元，用于生成電信號，以及位于所述MRI室外部的電光轉換器，用于將所述電信號轉換為相應的光信號。諸如光纖的光傳輸元件用于將所述光信號傳輸到所述MRI室中，并且光電轉換器用于在磁共振成像期間將所述光信號轉換為用于電刺激受試者的所述預定電信號。所述光電轉換器配置用于位于所述MRI室內部并且用于磁共振成像期間操作。

技術領域

本發明涉及一種用于在MR掃描儀中生成預定電信號以在功能性磁共振成像期間用于受試者的電刺激的系統。

背景技術

電刺激是一種公認的治療方法，其主要用于心臟和神經精神疾病：心臟心律不齊，帕金森氏病，原發性震顫，圖雷特氏綜合癥，癲癇病，但也用于強迫癥，頭痛和疼痛。電刺激可以例如以心臟起搏器，深部腦刺激(DBS)，脊髓刺激(SCS)，迷走神經刺激(VNS)或經皮神經刺激(TENS)的形式施加。電刺激的臨床效果在心臟病和諸如帕金森氏癥、原發性震顫和圖雷特氏綜合癥的神經系統運動疾病中已得到公認，但DBS在神經精神疾病(如抑郁癥和焦慮癥)、成癮和肥胖癥認知增強和癡呆癥、頭痛和偏頭痛，強迫癥，以及在仿生、康復療法、疼痛療法、耳科疾病、胃腸道疾病、泌尿生殖系統疾病、眼科疾病、自身免疫和風濕病、炎癥相關疾病和語音治療方面也是有前途的治療方法。

功能性磁共振成像(fMRI)是通過檢測與血流相關的變化來測量腦活動的測量技術。腦血流和神經元激活是耦合的，因此fMRI能夠映射腦活動。類似地，可以在感興趣的身體的其他部分(例如脊髓或心臟)中進行fMRI。將電刺激與fMRI組合可能是有用的，例如用于對施加到受試者的電刺激的生理反應成像。為了治療神經精神疾病，在調節刺激參數的同時檢測腦活動也非常有益。然而，在fMRI期間將刺激信號傳遞到受試者是有問題的。在fMRI期間受試者會暴露于非常強的磁場和強大的射頻(RF)，這可能會干擾電子設備并改變刺激單元的編程設置。此外，用于傳遞電刺激的電子設備可能會引起較大的偽影并破壞獲得的MR圖像。記錄MRI或fMRI的MRI室像法拉第籠一樣被屏蔽以避免電場進入MRI室，并減少強磁場和RF波從MRI室泄漏出來。由于電纜的干擾和可能的RF加熱，將刺激裝置放置在MRI室外部并且使用電纜將刺激單元連接到受試者也可能是有問題的。因此，尋求用于在將受試者放置在MR掃描儀中的同時將可調節的電脈沖傳遞到具有植入電極的受試者而不破壞或改變傳遞的電信號或干擾MRI的手段。

美國羅切斯特市梅奧診所(Mayo Clinic)已開發出一種用于MRI兼容通信的系統，其中無線通信模塊用于在MRI室的內部和外部之間進行通信。該系統在專利申請US2014275970中公開。

發明內容

在第一方面，本公開涉及一種用于在MR掃描儀中生成預定電信號以在受試者的MRI或功能性MRI期間用于所述受試者的電刺激的系統，其中所述MR掃描儀位于屏蔽的MRI室內部。所述系統包括位于所述MRI室外部的控制單元，用于生成電信號，以及位于所述MRI室外部的電光轉換器，用于將所述電信號轉換為相應的光信號。諸如光纖的光傳輸元件用于將所述光信號傳輸到所述MRI室中，并且光電轉換器用于在磁共振成像期間將所述光信號轉換為用于受試者的電刺激的所述預定電信號。電刺激可以通過置于(例如，用于經皮神經刺激(TENS)的表面電極)、植入(需要用于DBS和用于VNS的外科程序，其中例如將腦暴露)或插入(例如用于肌電圖檢查，皮下刺激的針頭，起搏器)受試者的一個或多個針頭或電極傳遞到受試者。對于DBS，例如可以使用植入腦中的一個或多個電極。對于其他類型的刺激，其他類型的針頭或電極也可以適合置于、植入或插入受試者。

所述光電轉換器配置用于位于所述MRI室內部并且用于在磁共振成像期間操作。光電轉換器可以是太陽能電池。來自光傳輸元件的光信號照射到太陽能電池上。太陽能電池可以使用例如光伏效應或光電效應生成與光信號對應的電信號。太陽能電池可以是光電二極管。在例如光電二極管中使用光電效應或光伏效應將是一種簡單且成本效益高的解決方案。