[發明專利]一種基于權重功能連接的個體化靶點定位方法

在審

• 申請號: 202011332987.9
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112546446A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 陳煒;沈悅娣;錢敏才
• 申請（專利權）人: 浙江大學醫學院附屬邵逸夫醫院
• 主分類號: A61N2/00
• 分類號: A61N2/00;A61B5/055
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明公開了一種基于權重功能連接的個體化靶點定位方法，包括如下步驟：步驟S1、對無磁共振禁忌癥的患者進行結構磁共振和靜息態功能磁共振掃描，得到結構磁共振和靜息態功能磁共振數據；步驟S2、對患者進行輕度認知損害的量表評估，確定量表的不同維度的評分；步驟S3、對靜息態功能磁共振數據進行預處理；步驟S4、確定所需干預的深部腦區及表層聯系腦區；步驟S5、結合認知評估量表的評分，計算認知相關的深部腦區與感興趣腦區的功能連接最大權重功能連接，確立最大權重功能連接對應的感興趣腦區的點作為經顱磁刺激的個體化的刺激靶點。該方法克服重復經顱磁刺激只能聚焦于大腦表層無法刺激深部腦組織的問題。

技術領域

本發明涉及醫學影像技術領域，具體的，涉及一種基于權重功能連接的個體化靶點定位方法。

背景技術

人體大腦的各腦區之間并不是孤立的，而是在神經活動中相互關聯，功能連接(FC)可以描述這種關聯性的強度。對于神經活動關聯強的若干腦區，通常稱其為網絡，網絡內一個腦區的活動改變，會影響網絡內其它腦區的活動，其功能呈同步性。

經顱磁刺激是一種安全、無創的非侵入性干預手段，其原理是根據電磁感應效應，通過在顱外施加變化的磁場以在顱內產生感應電流，改變神經元膜電位，調節神經元活動，引起腦功能變化。重復經顱磁刺激(repetitive transcranial magnetic stimulation,rTMS)是在一段時間內，在大腦的特定區域以相同的強度傳遞一系列脈沖，從而對大腦產生一系列的刺激，誘導持久作用，改變和調節皮層神經元的活動。rTMS的作用機制有以下三種：直接靶向，距離效應和分布式調制。大多數rTMS研究都基于其直接靶向作用，即調節靶向功能障礙區域的神經元活動；距離效應是刺激與功能障礙區域功能相關的神經區域，從而改善功能障礙區域的功能；分布式調節則通過刺激特定的大腦網絡調節大腦活動。因此rTMS不僅可以調節刺激部位的神經活動，也可以遠距離調控活動關聯性強的其它腦區或網絡。

由于rTMS可以無創、安全地調節特定腦區或腦網絡的神經活動和功能，已廣泛應用于各種神經精神疾病的研究及臨床的診治，如阿爾茨海默病等，并在改善其認知功能等方面表現出了巨大的潛力。由于TMS刺激作用于頭皮，可以直接刺激到淺層腦區，包括頂葉、額葉等腦區，TMS刺激能直接達到的這些淺層腦區，由于其與頭皮上的特定坐標點與對應的淺層腦區具有對應關系，因此，這些頭皮坐標可以形象地稱為TMS靶點。如果目標腦區位于淺層腦區，通過靶點定位，TMS可以直接對目標腦區進行刺激。

然而，認知相關腦區不僅位于淺層腦皮層，在深層腦區中也有分布，包括海馬、腦島、前扣帶回、后扣帶回等腦區。對于這些深層腦區，TMS刺激是無法直接達到的。因此，需要使用較為復雜的算法進行最優靶點定位。

TMS可以刺激淺層腦區，為了能夠使TMS效應準確作用到治療目標的深層腦區，目前主要采用的方法是間接的功能連接算法。對于深層腦區，可以計算其與不同淺層腦區之間的功能連接，功能連接代表兩個腦區之間的信息交互強度和聯系緊密程度，信息交互越強、聯系越緊密則表現為功能連接越強。因此，采用功能連接算法，可以找到與目標深層腦區聯系最強的淺層腦區，對找到的淺層腦區進行刺激，可以使得TMS效應抵達目標深層腦區，達到刺激并治療深層目標腦區的目的。這一過程，可以總結為基于功能連接強度的靶點定位方法，也是目前使用最多的方法。基于功能連接的靶點定位方法，一定程度上解決了TMS方法刺激深層腦區的問題，但并沒有完全解決TMS治療的問題，原因在于認知退行性的中樞神經系統疾病的病灶腦區并非單一腦區，使用TMS治療單純刺激某個腦區，也無法達到預期的治療目的。這些疾病往往是多個腦區、甚至多個腦網絡功能模塊出現了病變，從而無法執行正常的神經活動功能，產生認知退行病癥。目前的靶點定位方法，雖然能夠較為有效地定位深層目標腦區，但是這類方法只能對單個腦區施加刺激，在提升治療有效性方面存在欠缺。