时间同步深部脑刺激优化制造技术

本发明专利技术公开了一种由计算机实施的医学数据处理方法，用于确定位于患者身体的解剖学身体部位中的被刺激的神经纤维，该方法包括在至少一个计算机的至少一个处理器上执行以下步骤：a)在至少一个处理器处获取描述解剖学身体部位的数字图像的医学图像数据，其中解剖学身体部位包括沿着在解剖学身体部位的内部部分与解剖学身体部位的基本的外部部分之间的方向延伸的至少一个神经纤维；b)在至少一个处理器处获取描述包括至少一个神经纤维的表示的解剖学身体部位的基于图像的模型的图谱数据；c)由至少一个处理器并且基于医学图像数据和图谱数据确定描述外部部分与神经纤维之间的关联的外部部分数据；d)在至少一个处理器处获取描述基于外部部分数据被施加到外部部分的预定的所施加的刺激信号的刺激信号数据；e)在至少一个处理器处获取描述由神经纤维发射的所发射的刺激信号的检查信号数据；f)由至少一个处理器并且基于刺激信号数据和检查信号数据确定描述所施加的刺激信号与所发射的刺激信号之间的对应的度量的对应度量数据。

Time synchronized deep brain stimulation optimization

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】时间同步深部脑刺激优化本专利技术涉及用于确定位于患者身体的解剖学身体部位中的被刺激的神经纤维的由计算机实施的方法、相应的计算机程序、存储这种程序的非暂时性程序存储介质和用于执行该程序的计算机，以及用于确定位于患者身体的解剖学身体部位中的被刺激的神经纤维的系统。技术背景植入深部脑刺激(DBS)电极后，根据测试刺激和依次观察到的行为(例如，单极回顾)或(补充性地)根据解剖学编程(将电极定位在患者的脑中的并假定其为待刺激的预期目标结构，然后依次修改刺激参数以达到目标结构的最佳覆盖范围)来完成刺激设置的编程。然而，在某些情况下，对定向脑刺激系统来说某些电极触点在植入后实际指向哪个方向是不清楚的，因此解剖学编程可能变得具有挑战性。此外，或者在一些情况下，行为是不能立即观察到的(肌张力障碍)，因为这种效应仅发生在较长时间尺度的慢性刺激之后，或者行为不具有立即可观察到的性质(例如在DBS用于精神疾病的情况下)。存在脑刺激装置的示例，例如被调谐以刺激电极周围的区域的深部脑刺激电极，其在记录中显示特定活动，例如在DBS用于帕金森氏病的情况下β频带中的高功率。然而，这是被动现象的记录，而不是捕获由第二植入的或非侵入性的装置所引起的强直或阶段刺激效应。以前的解决方案不能用于治疗没有直接的行为效应或清楚的神经生理学标记的精神疾病或其他疾病。此外，存在如下问题：当在植入期间对电极进行测试时，难以判断与特定功能区域(例如语言区域)相关的脑中的某个神经纤维是否已经根据需要被DBS电极所刺激。原因在于，由于手术的情况，患者可能被麻醉并因此失去知觉，因此当电极被激活进行刺激时，他不能与医疗团队合作以给出神经反应。本专利技术旨在提供一种用于确定刺激信号是否已刺激解剖学身体部位(例如大脑)中的期望神经纤维和/或功能区域的方法和系统。以下公开了本专利技术的各个方面、示例和示例性步骤以及其实施例。只要在技术上有利和可行，本专利技术的不同示例性特征可以根据本专利技术进行组合。本专利技术的示例性简短描述在下文中，给出了对本专利技术的具体特征的简短描述，其不应被理解为将本专利技术仅限制于本部分中描述的特征或特征的组合。所公开的方法包含读取描述通过外部照射施加到连接到预定的神经纤维的皮质区域的所施加的电磁神经刺激信号的数据。响应于刺激信号，神经脉冲通过神经纤维来传递。描述所发射的刺激信号的相应测量数据通过所公开的方法来读取。可以将所发射的刺激信号与所施加的刺激信号进行比较，以确定测量装置(例如还适用于深部脑刺激的电极)是否已经相对于神经纤维正确放置。比较可以包括读取描述测量装置周围的组织的身体反应的数据，例如阻抗的变化或测量装置周围的电场电势的功率谱的变化。本专利技术的总体描述在该部分中，例如通过参考本专利技术的可能实施例给出了对本专利技术的一般特征的描述。总体而言，本专利技术通过在第一方面提供一种由计算机实施的医疗方法来达到上述目的，该方法用于确定位于患者身体的解剖学身体部位中的被刺激的神经纤维。该方法例如是数据处理方法，并且包括在至少一个计算机(例如，至少一个计算机是深部脑刺激校准或调谐系统的一部分)的至少一个处理器上执行的以下由至少一个处理器执行的示例性步骤。在(例如第一)示例性步骤中，获取描述(例如定义或表示)解剖学身体部位的数字图像而获取的医学图像数据。通过将医学成像模态应用于解剖学身体部位来通过对属于患者身体的解剖学身体部位进行成像，从而生成医学图像数据。因此，医学图像数据可以被称为患者图像数据。可以在开始执行所公开的方法之前生成医学图像数据，但是在所公开的方法的一个示例中，医学图像数据的生成作为所公开的方法的步骤来执行。用于生成医学图像数据的成像模态例如是断层摄影成像模态，例如计算机的X射线断层摄影术(CT)、磁共振断层摄影术(MR)、正电子放射断层摄影术(PET)或超声断层摄影术(超声波扫描术)中至少一个。在特定示例中，成像模态是弥散加权磁共振成像(MRI)(例如通过磁共振弥散张量成像-MR-DTI生成)。通常，解剖学身体部位可以是包括至少一个神经纤维的任何解剖学身体部位，该神经纤维可以从解剖学身体部位的外部进行电磁刺激并且例如靠近解剖学身体部位的表面延伸，但是当然仍然在解剖学身体部位内。在更具体的示例中，解剖学身体部位是大脑，外部部分是皮质(大脑皮层)。解剖学身体部位包含至少一个神经纤维，该神经纤维在解剖学身体部位的内部部分和解剖学身体部位的基本的外部部分之间的方向上延伸。基本的外部部分是靠近解剖学身体部位的外表面的解剖学身体部位的区域，并且在更具体的示例中包含外表面。外表面不必是患者身体的外表面(例如表皮)，但是在一般情况下是限定解剖学身体部位在朝向患者的身体的外表面的方向上的范围的解剖学身体部位的表面。具体地，相较于解剖学身体部位的其他区域，尤其是其中已经放置深部脑刺激电极的区域，外部部分更靠近外表面。值得注意的是，这种电极的放置不是所公开方法的一部分。此外，所公开的方法的执行不需要在执行所公开的方法同时放置电极。在另一(例如第二)示例性步骤中，获取图谱数据，其用于描述(例如定义或表示)包括至少一个神经纤维的表示解剖学身体部位的基于图像的模型。通常图谱数据使用至少与用于生成医学图像数据的成像模态相同的成像模态来生成。在一个示例中，基于图像的模型还包括外部部分的表示。图谱数据可以描述解剖学身体部位的多模型图谱，其中存储各解剖学身体部位的各个模型，其中每个模型已经利用不同的成像模态以及模型的解剖学上对应的各部分之间的转换规则来生成。这可以将医学图像数据转换成与用于其生成的成像模态不同的成像模态，例如以使医学图像数据与此不同的成像模态相当。变换规则可以基于为每个模型存储的描述相应的成像模态中的解剖学身体部位的成分的图像外观(例如，诸如多色值或灰度值的颜色值)的组织类信息。此外，图谱数据可以从多个患者的解剖学身体部位的医学图像生成。备选地，图谱数据可以仅从为其生成医学图像数据的特定患者的解剖学身体部位的至少一个医学图像生成，即该模型可以是患者特定图谱的一部分。图谱数据包括例如在三维坐标系中定义的位置信息。例如，图谱数据已经从解剖学身体部位的断层图像生成。在一个示例中，图谱数据包括描述(例如，定义或表示)在基于图像的模型中的外部部分和神经纤维之间的相对位置的位置信息。例如，图谱数据包括描述(例如，定义或表示)在用于定义在基于图像的模型中的位置的位置参考系统(例如，坐标系)中的每个外部部分和神经纤维的位置的信息。根据该信息，可以计算外部部分的位置和神经纤维的位置之间的相对位置。因此，关于每个外部部分和神经纤维的位置的信息也定义了相对位置。在另一(例如第三)示例性步骤中，确定描述(例如，定义或表示)外部部分和神经纤维之间的关联的外部部分数据。在一个示例中，外部部分数据描述了外部部分在(用于定义在图谱数据中的位置的参考系统或用于定义在医学图像数据中的位置的参考系统中的至少一个系统中的)解剖学身体部位中的位置。具体地，外部部分数据包括指示神经纤维延伸进入和/或穿过外部部分的信息。外部部分数据基于医学图像数据和图谱数据来确定。例如，外部部分数据可以包括在图谱数据中。例如，外部部分数据可以通过在图谱数据和医学图像数据之间进行变换(诸如可以由矩阵乘法表示的位置映射)来确定。为此，例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由计算机实施的医学数据处理方法，用于确定位于患者身体的解剖学身体部位中的被刺激的神经纤维，所述方法包括在至少一个计算机的至少一个处理器上执行以下步骤：a)在所述至少一个处理器处获取描述所述解剖学身体部位的数字图像的医学图像数据，其中所述解剖学身体部位包括沿着在所述解剖学身体部位的内部部分与所述解剖学身体部位的基本的外部部分之间的方向延伸的至少一个神经纤维；b)在所述至少一个处理器处获取描述包括所述至少一个神经纤维的表示的所述解剖学身体部位的基于图像的模型的图谱数据；c)由所述至少一个处理器并且基于所述医学图像数据和所述图谱数据确定描述所述外部部分与所述神经纤维之间的关联的外部部分数据；d)在所述至少一个处理器处获取描述基于所述外部部分数据被施加到所述外部部分的预定的所施加的刺激信号的刺激信号数据；e)在所述至少一个处理器处获取描述由所述神经纤维发射的所发射的刺激信号的检查信号数据；f)由所述至少一个处理器并且基于所述刺激信号数据和所述检查信号数据确定描述所述所施加的刺激信号与所述所发射的刺激信号之间的对应的度量的对应度量数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.17 EP PCT/EP2016/0780371.一种由计算机实施的医学数据处理方法，用于确定位于患者身体的解剖学身体部位中的被刺激的神经纤维，所述方法包括在至少一个计算机的至少一个处理器上执行以下步骤：a)在所述至少一个处理器处获取描述所述解剖学身体部位的数字图像的医学图像数据，其中所述解剖学身体部位包括沿着在所述解剖学身体部位的内部部分与所述解剖学身体部位的基本的外部部分之间的方向延伸的至少一个神经纤维；b)在所述至少一个处理器处获取描述包括所述至少一个神经纤维的表示的所述解剖学身体部位的基于图像的模型的图谱数据；c)由所述至少一个处理器并且基于所述医学图像数据和所述图谱数据确定描述所述外部部分与所述神经纤维之间的关联的外部部分数据；d)在所述至少一个处理器处获取描述基于所述外部部分数据被施加到所述外部部分的预定的所施加的刺激信号的刺激信号数据；e)在所述至少一个处理器处获取描述由所述神经纤维发射的所发射的刺激信号的检查信号数据；f)由所述至少一个处理器并且基于所述刺激信号数据和所述检查信号数据确定描述所述所施加的刺激信号与所述所发射的刺激信号之间的对应的度量的对应度量数据。2.根据前述权利要求所述的方法，包括：由所述至少一个处理器并且基于所述对应度量数据确定描述所述神经纤维是否已被所述所施加的刺激信号刺激的神经纤维刺激数据。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述外部部分与所述神经纤维之间的关联包括所述外部部分与所述神经纤维之间的相对位置或所述外部部分与所述神经纤维之间的神经刺激传播连接中的至少一个。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述外部部分数据描述所述外部部分在所述解剖学身体部位中的位置。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述检查信号数据是基于通过用测量装置测量所述所发射的刺激信号而产生的电信号或电磁信号产生的，所述测量装置例如是包括感应线圈的测量装置。6.根据前述从属于权利要求4的权利要求中任一项所述的方法，其中所述刺激信号已经使用包括例如发射线圈的刺激装置被施加，其中所述刺激装置已经基于所述外部部分数据相对于所述外部部分被定位。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述图谱数据包括描述在所述基于图像的模型中的所述外部部分与所述神经纤维之间的相对位置的位置信息。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述解剖学身体部位是脑，并且所述外部部分是皮质。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过将所述所施加的刺激信号与所述所发射的刺激信号进行比较来确定所述对应度量数据。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，确定描述对所述所施加的刺激信号进行反应的所述解剖学身体部位的反应信号的反应信号数据，并且其中进一步基于所述反应信号数据来确定所述对应度量数据。11.根据前述权利要求所述的方法，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：瓦尔库蒂·巴林，
申请(专利权)人：博医来股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE