[發(fā)明專利]個體化神經(jīng)調控靶點的定位系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2021-09-18
• 公開（公告）號: CN115836839A
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設計）人: 王征;沈翔宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院腦科學與智能技術卓越創(chuàng)新中心
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B5/055
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 杜娟;駱希聰

本發(fā)明提供了一種個體化神經(jīng)調控靶點的定位系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取被檢者的靶點腦區(qū)的功能磁共振數(shù)據(jù)；靶點腦區(qū)功能網(wǎng)絡構建模塊，用于根據(jù)功能磁共振數(shù)據(jù)構建靶點腦區(qū)功能連接網(wǎng)絡；靶點腦區(qū)分割模塊，用于基于靶點腦區(qū)功能連接網(wǎng)絡將靶點腦區(qū)分割成多個子腦區(qū)；子腦區(qū)功能網(wǎng)絡構建模塊，用于計算每個子腦區(qū)與其余子腦區(qū)之間的第二功能連接值，構建子腦區(qū)相對于全腦的子腦區(qū)功能連接網(wǎng)絡；以及異常定位模塊，用于采用異常值檢測方法計算被檢者的每個子腦區(qū)功能連接網(wǎng)絡的異常程度指標，比較每個靶點腦區(qū)的子腦區(qū)的異常程度指標，將具有最大的異常程度指標的子腦區(qū)定位為異常靶點腦區(qū)。

技術領域

本發(fā)明主要涉及醫(yī)學儀器領域，尤其涉及一種基于功能磁共振數(shù)據(jù)的個體化神經(jīng)調控靶點的定位系統(tǒng)。

背景技術

隨著科技不斷發(fā)展，深部腦刺激、經(jīng)顱磁刺激等具有微創(chuàng)、可逆、可調性的現(xiàn)代神經(jīng)調控技術，在臨床精神疾病、神經(jīng)疾病及康復領域獲得越來越多的認可，并顯示出良好前景。然而，當前的神經(jīng)調控技術仍然面臨著巨大的挑戰(zhàn)。一方面，神經(jīng)調控靶點的位置及刺激強度主要由醫(yī)生根據(jù)臨床經(jīng)驗主觀判斷，不同醫(yī)生的判斷結果之間甚至存在矛盾，如果選擇錯誤將產生嚴重后果；另一方面，通用的治療方案中的靶點選擇、調控參數(shù)的設置等無法在所有個體患者中都達到良好的治療效果，甚至可能導致不可預知的副作用。因此，希望能夠針對個體患者客觀地選擇神經(jīng)調控靶點，以及設置調控參數(shù)，以獲得最優(yōu)的干預效果。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種根據(jù)個體情況定位神經(jīng)調控靶點的定位系統(tǒng)。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種個體化神經(jīng)調控靶點的定位系統(tǒng)，其特征在于，包括：數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取被檢者的靶點腦區(qū)的功能磁共振數(shù)據(jù)；靶點腦區(qū)功能網(wǎng)絡構建模塊，用于根據(jù)所述功能磁共振數(shù)據(jù)構建靶點腦區(qū)功能連接網(wǎng)絡，所述靶點腦區(qū)功能連接網(wǎng)絡包括所述靶點腦區(qū)之間的第一功能連接值；靶點腦區(qū)分割模塊，用于基于所述靶點腦區(qū)功能連接網(wǎng)絡將所述靶點腦區(qū)分割成多個子腦區(qū)；子腦區(qū)功能網(wǎng)絡構建模塊，用于計算每個所述子腦區(qū)與其余子腦區(qū)之間的第二功能連接值，構建所述子腦區(qū)相對于全腦的子腦區(qū)功能連接網(wǎng)絡；以及異常定位模塊，用于采用異常值檢測方法計算所述被檢者的每個子腦區(qū)功能連接網(wǎng)絡的異常程度指標，比較每個所述靶點腦區(qū)的子腦區(qū)的異常程度指標，將具有最大的異常程度指標的子腦區(qū)定位為異常靶點腦區(qū)。

在本發(fā)明的一實施例中，所述靶點腦區(qū)功能網(wǎng)絡構建模塊提取每個所述靶點腦區(qū)中的每個體素的時間序列，計算每兩個所述靶點腦區(qū)中的任意體素的時間序列之間的皮爾森相關系數(shù)，并使用Fisher-Z變換將所述皮爾森相關系數(shù)變換成z值，將所述z值作為相關體素之間的所述第一功能連接值。

在本發(fā)明的一實施例中，所述靶點腦區(qū)分割模塊利用非監(jiān)督機器學習算法將所述靶點腦區(qū)分割成多個子腦區(qū)。

在本發(fā)明的一實施例中，所述非監(jiān)督機器學習算法包括k-means聚類方法。

在本發(fā)明的一實施例中，所述子腦區(qū)功能網(wǎng)絡構建模塊還用于提取每個所述子腦區(qū)中的每個體素的時間序列，計算每個靶點腦區(qū)中的每個子腦區(qū)的子腦區(qū)平均時間序列與全腦腦區(qū)中的其余腦區(qū)的平均時間序列之間的皮爾森相關系數(shù)，并使用Fisher-Z變換將所述皮爾森相關系數(shù)變換成z值，將所述z值作為所述子腦區(qū)和所述其余腦區(qū)之間的所述第二功能連接值。

在本發(fā)明的一實施例中，所述全腦腦區(qū)包括根據(jù)AAL模板劃分的116個腦區(qū)，所述腦區(qū)包括所述靶點腦區(qū)。

在本發(fā)明的一實施例中，所述異常值檢測方法包括grubbs方法，其中，將正常人的子腦區(qū)功能連接網(wǎng)絡作為正常分布，所述異常值檢測方法計算所述被檢者的子腦區(qū)功能連接網(wǎng)絡相對于所述正常分布的異常程度指標。

在本發(fā)明的一實施例中，所述異常定位模塊還用于計算所述被檢者的每個所述子腦區(qū)相對全腦腦區(qū)中的其余腦區(qū)的異常程度指標的平均值，將所述平均值作為所述子腦區(qū)的異常程度指標。