[發明專利]一種基于生物標記識別的閉環DBS系統

在審

• 申請號: 202210105404.1
• 申請日: 2022-01-28
• 公開（公告）號: CN114452531A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 李浩;馬玉龍;盧志輝
• 申請（專利權）人: 杭州承諾醫療科技有限公司
• 主分類號: A61N1/36
• 分類號: A61N1/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于生物標記識別的閉環DBS系統，其特征在于，包括術中MER信號記錄單元、術中LFP特征計算單元、初始特征參數單元、評估調控單元、生物標記物采集單元、信號處理單元、生物信號特征提取單元、更新特征參數單元、腦區LFP采集單元和信號傳輸單元，其中，

所述術中MER信號記錄單元的輸入與術前的腦部連接，輸出與術中LFP特征計算單元連接，引導手術實施以及對手術質量進行電生理指征層面的確認；

所述術中LFP特征計算單元將MER記錄的局部場電位及Spike信號進行特征計算；

所述初始特征參數單元基于術中LFP特征計算單元輸出的特征值，經評估調控單元將特征值傳遞給神經刺激器，神經刺激器將該組特征值用于腦部閉環調控識別的基始條件；

所述腦區LFP采集單元和生物標記物采集單元均采集植入了神經刺激器的腦部的輸出信號，腦區LFP采集單元的輸出經所述信號傳輸單元至評估調控單元，評估調控單元進行LFP信號的判讀分析，了解腦區電信號活動，評估調控單元進行參數配置和調控后反饋輸出給神經刺激器；

所述生物標記物采集單元、信號處理單元、生物信號特征提取單元和更新特征參數單元依次連接，更新特征參數單元自適應調配神經刺激器參數，形成閉環。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述術中MER信號記錄單元采用高采樣率進行LFP及Spike信號采集，MER采集設備支持設定閾值比較限值及顱內核團位點選擇，不同的核團放電節律不同，所需的濾波算法及信號判別算法亦不同。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述術中LFP特征計算單元將所述術中MER信號記錄單元記錄的局部場電位及Spike信號進行特征計算，計算環節包括信號濾波、降采樣處理、信號平滑處理、FFT分析、歸一化處理及功率譜密度計算，通過計算處理，得出個體特征參數，該組個體特征參數將后續使用于閉環神經調控的基始參數。

4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述初始特征參數單元基于術中LFP特征計算單元輸出的Delta Power、Delta Ratio、Theta Power、Theta Ratio、Alpha Power、Alpha Ratio、Beta Power、Beta Ratio、Gamma Power、Gamma Ratio及BetaAlpha Ratio特征值，經評估調控單元將特征值傳遞給神經刺激器，神經刺激器將該組特征值用于該患者閉環調控識別的基始條件。

5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述生物標記物采集單元是植入顱內功能區的電極或者顱內皮層電極，按照預設指令進行腦深部功能核團的局部場電位采集，并對感知的事件進行采集標定，存儲于神經刺激器內部，以便外部讀取使用。

6.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述信號處理單元包括對采集到的局部場電位信號進行特定頻段濾波處理、FFT在線處理、信號聚類和功率譜密度計算。

7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述特定頻段濾波處理中的特定頻段包括Delta、Theta、Alpha、Low Beta、High Beta和Gamma波段。

8.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述生物信號特征提取單元包括對FFT后的信號進行聚類分析，依靠算法判斷數據之間的相似性，分析數據間潛在的聯系并計算Delta Power、Delta Ratio、Theta Power、Theta Ratio、Alpha Power、Alpha Ratio、BetaPower、Beta Ratio、Gamma Power、Gamma Ratio及BetaAlpha Ratio特征值，并通過更新特征參數單元將重新計算的特征值更新給植入式神經刺激器，作為新的判別條件，并自適應調整刺激參數量值及刺激窗口，實現閉環機制及按需定量刺激。