[發明專利]一種神經導航坐標計算方法、裝置及設備

在審

• 申請號: 202111341309.3
• 申請日: 2021-11-12
• 公開（公告）號: CN114283116A
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 徐鵬飛;張宇萱
• 申請（專利權）人: 深圳市神經科學研究院
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/33;G06T7/70;G06T7/90;G06T7/66
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 李博洋

本發明提供一種神經導航坐標計算方法、裝置及設備，該方法包括如下步驟：獲取標準坐標系數據以及目標對象的個體結構腦影像數據，所述標準坐標系數據包括x、y、z三個維度值；基于所述標準坐標系數據對所述個體結構腦影像數據進行圖像配準，將所述個體結構腦影像數據配準至標準結構腦模板；基于進行圖像配準過程中產生的變換信息對配準的個體結構腦影像數據進行坐標計算，得到個體坐標數據。通過實施本發明，能夠獲取到精準的神經導航坐標，而且減少了個體間的差異，自動化程度高，節省了大量時間，提升了工作效率。

技術領域

本發明涉及神經精神病領域，具體涉及一種神經導航坐標計算方法、裝置及設備。

背景技術

經顱磁刺激(transcranial magnetic stimulation,TMS)已成為廣泛應用于認知神經科學領域的重要研究工具。TMS的工作原理為法拉第電磁感應定律，通過第一個線圈的磁場可以產生第二個線圈的感應電流，而在TMS線圈中第二個線圈即為大腦組織，腦組織中的感應電流則會引起神經元活動。該技術的關鍵特性是TMS線圈可以在短時間內提供強電流然后產生磁場，如果變化足夠快就會產生足以刺激神經元的電場或改變大腦皮質的靜息膜電位。因此，TMS可用于誘發相對受限的大腦區域中正常大腦活動的短暫中斷。

目前TMS經常與其他技術相結合，最常見的是與磁共振成像(magnetic resonanceimaging，MRI)結合研究人腦連接，驗證TMS特異性和刺激線圈的精準定位。TMS與結構磁共振成像(structural MRI，sMRI)的結合能夠將TMS刺激線圈與被試大腦的目標靶點精確配準，實現TMS刺激的精準定位且進一步提高TMS的療效。此外也常利用功能磁共振成像(functional MRI，fMRI)確定刺激靶點以及在功能上與靶點相連的腦區。

目前的工作過程中，神經導航主要基于兩種參考坐標系對人腦靶點進行定位。其一為標準坐標系即蒙特利爾神經病學研究所(Montreal Neurological Institute，MNI)坐標系，其二為基于個體大腦而建立的個體坐標系。目前神經導航多數采用MNI坐標系進行選點、施加刺激，不同大腦的靶點坐標相同，無法有效控制個體差異；相比于MNI坐標系，個體化坐標的方法能更好的考慮到個體間解剖差異而導致的線圈定位誤差，并減少個體大腦差異帶來的影響，然而計算個體坐標的方法步驟繁瑣，為TMS精準定位在臨床應用方面造成困難和不便。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于解決現有技術中神經導航定位方法無法有效控制個體差異，無法為TMS精準定位的問題，從而提供了一種神經導航坐標計算方法、裝置及設備。

根據第一方面，本發明實施例提供了一種神經導航坐標計算方法，包括如下步驟：獲取標準坐標系數據以及目標對象的個體結構腦影像數據，所述標準坐標系數據包括x、y、z三個維度值；基于所述標準坐標系數據對所述個體結構腦影像數據進行圖像配準，將所述個體結構腦影像數據配準至標準結構腦模板；基于進行圖像配準過程中產生的變換信息對配準的個體結構腦影像數據進行坐標計算，得到個體坐標數據。

可選地，所述基于所述標準坐標系數據對所述個體結構腦影像數據進行圖像配準，包括：將所述個體結構腦影像數據與標準結構腦模板進行線性配準，獲得所述個體結構腦影像數據在所述標準坐標系的結構腦影像數據以及仿射變換矩陣；基于非線性算法和所述仿射變換矩陣將所述個體結構腦影像數據與所述標準坐標系的結構腦影像數據進行非線性配準，并生成非線性變換圖像數據。

可選地，所述將所述個體結構腦影像數據進行線性變換，得到線性變換結果，包括：基于所述個體結構腦影像數據得到求取全局最小值的相關比率代價函數或相互信息的代價函數；基于所述求取全局最小值的相關比率代價函數或相互信息的代價函數及預設的變換關系進行線性變換，得到所述線性變換結果。