本申請(qǐng)涉及醫(yī)學(xué)技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種腦部病變區(qū)域的定位系統(tǒng)、更進(jìn)一步地,涉及到一種致癇灶的三維定位系統(tǒng)以及方法。
背景技術(shù):
腦部疾病是指顱內(nèi)組織器官的炎癥、血管病、腫瘤、變性、畸形、遺傳病等的總稱,其常表現(xiàn)意識(shí)、感覺(jué)、運(yùn)動(dòng)等障礙或植物精神功能障礙等癥狀,目前腦部疾病已經(jīng)成為人類或動(dòng)物的常見(jiàn)疾病,嚴(yán)重影響患者的正常生活和學(xué)習(xí),多數(shù)腦部疾病嚴(yán)重時(shí)直接危及生命。因此,關(guān)于腦部疾病的研究已經(jīng)成為整個(gè)醫(yī)學(xué)界的研究重點(diǎn)。
腦部疾病中大部分疾病都能夠引起神經(jīng)電、血管流動(dòng)力學(xué)變化,涉及到神經(jīng)血管偶聯(lián)機(jī)制,比如:腦腫瘤、癲癇病、帕金森等大腦功能障礙性疾病。
針對(duì)這些腦部疾病的治療,必須先要確定出腦部具體病變區(qū),然后,醫(yī)生才能夠針對(duì)該病變區(qū)進(jìn)行針對(duì)性的治療。因此,如何觀測(cè)腦部病變情況已經(jīng)成為腦部疾病治療的重中之重。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題,本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N腦部病變區(qū)域的定位系統(tǒng),用于實(shí)現(xiàn)對(duì)腦部病變區(qū)域的三維定位,使得定位結(jié)果更精準(zhǔn),能夠?yàn)楹罄m(xù)的醫(yī)療診斷提供更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。
另一方面,本申請(qǐng)針對(duì)癲癇病的致癇灶的三維定位問(wèn)題,提供了一種致癇灶的三維定位系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)致癇灶的進(jìn)行三維定位,從而使得定位結(jié)果更準(zhǔn)確,更直觀,能夠?yàn)楹罄m(xù)的醫(yī)療診斷提供更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。
基于致癇灶的三維定位系統(tǒng),本申請(qǐng)還提供了一種致癇灶的三維定位方法。
在本申請(qǐng)第一方面提供了一種腦部病變區(qū)域的定位系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括:
可植入式的電和超聲陣列片和定位設(shè)備;
所述電和超聲陣列片,包括:電極片和超聲組件;
所述電極片,用于探測(cè)腦組織中的神經(jīng)電信號(hào);
所述超聲組件,用于探測(cè)腦組織中深度腦血流的超聲波信號(hào);
所述定位設(shè)備,用于根據(jù)所述電和超聲陣列片探測(cè)到的神經(jīng)電信號(hào)和深度腦血流的超聲波信號(hào),識(shí)別腦組織結(jié)構(gòu)并定位出腦組織中病變區(qū)域。
可選的,所述系統(tǒng)還包括:
信號(hào)處理器,用于與所述電和超聲陣列片連接,對(duì)所述電和超聲陣列片探測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波以及模數(shù)轉(zhuǎn)換處理。
可選的,所述信號(hào)處理器包括:
電信號(hào)處理器和超聲信號(hào)處理器;
所述電信號(hào)處理器,用于對(duì)所述電極片探測(cè)的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、及模數(shù)轉(zhuǎn)換處理;
所述超聲信號(hào)處理器,用于對(duì)所述超聲探頭探測(cè)的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波及模數(shù)轉(zhuǎn)換處理。
可選的,所述系統(tǒng)還包括:
電極片驅(qū)動(dòng)接收電路,與所述電極片連接,用于驅(qū)動(dòng)所述電極片工作,并將所述電極片探測(cè)的信號(hào)傳輸至所述定位設(shè)備;
超聲發(fā)射接收電路,與所述超聲探頭連接,用于驅(qū)動(dòng)所述超聲探頭工,并將所述超聲探頭探測(cè)的信號(hào)傳輸至所述定位設(shè)備。
可選的,所述電和超聲陣列片中所述超聲組件按照間隔5mm的距離進(jìn)行排列。
可選的,所述超聲組件采用超聲探頭。
在本申請(qǐng)第二方面提供了一種致癇灶的三維定位系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括:
可植入式的電和超聲陣列片、電和超聲信號(hào)外圍電路和定位設(shè)備;
所述電和超聲陣列片,包括:電極片和超聲探頭;
所述電極片,用于探測(cè)腦組織中的神經(jīng)電信號(hào);
所述超聲探頭,用于探測(cè)腦組織中深度腦血流的超聲波信號(hào);
所述電和超聲信號(hào)外圍電路,與所述電和超聲陣列片連接,用于驅(qū)動(dòng)所述電和超聲陣列片進(jìn)行工作,并將所述電和超聲陣列片探測(cè)到的信號(hào)傳輸至所述定位設(shè)備;
所述定位設(shè)備,用于所述電極片探測(cè)的信號(hào)確定癲癇發(fā)放的時(shí)程,基于所述癲癇發(fā)放時(shí)程分析所述超聲探頭探測(cè)的信號(hào),以確定致癇灶的三維空間位置。
可選的,所述電和超聲陣列片中所述超聲探頭按照間隔5mm的距離進(jìn)行排列。
在本申請(qǐng)第三方面提供了一種致癇灶的三維定位方法,所述方法包括:
監(jiān)測(cè)患者在癲癇狀態(tài)下的神經(jīng)電信號(hào)和深度腦血流信號(hào);
根據(jù)監(jiān)測(cè)到的神經(jīng)電信號(hào)確定癲癇發(fā)放的時(shí)程,基于癲癇發(fā)放的時(shí)程和深度腦血流信號(hào)形成兩個(gè)模態(tài)的致癇灶的三維位置。
可選的,所述監(jiān)測(cè)患者在癲癇狀態(tài)下神經(jīng)電信號(hào)和深度腦血流信號(hào),包括:
通過(guò)可植入式電和超聲陣列片監(jiān)測(cè)患者在癲癇狀態(tài)下神經(jīng)電信號(hào)和深度腦血流信號(hào);
其中,所述電和超聲陣列片,包括:電極片和超聲探頭;
所述電極片,用于探測(cè)腦組織中的神經(jīng)電信號(hào);
所述超聲探頭,用于探測(cè)腦組織中深度腦血流的超聲波信號(hào)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn):
本申請(qǐng)第一方面提供的一種腦部病變區(qū)域的定位系統(tǒng),利用可植入式的電和超聲陣列片能夠?qū)δX部神經(jīng)電活動(dòng)、血流動(dòng)力學(xué)變化進(jìn)行監(jiān)控,既能夠監(jiān)控到神經(jīng)電信號(hào),又能夠監(jiān)控到深度腦血流信號(hào),通過(guò)電極片探測(cè)的信號(hào)能夠確定腦疾病發(fā)病的精確時(shí)間信息,進(jìn)一步地通過(guò)超聲組件探測(cè)的腦深部活動(dòng)信息,能夠形成兩個(gè)模態(tài)的腦部病變區(qū)的精準(zhǔn)三維定位。
本申請(qǐng)第二方面提供的一種致癇灶的三維定位系統(tǒng),該系統(tǒng)中可植入式電和超聲陣列片在應(yīng)用中是植入在腦皮層表層中,與皮層之間沒(méi)有相對(duì)位移,因此,對(duì)患者的軀體運(yùn)動(dòng)噪聲不敏感,能很好地適應(yīng)于癲癇患者癲癇發(fā)作期,對(duì)癲癇患者進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。由于癲癇發(fā)作過(guò)程中,電位一定會(huì)發(fā)生異常,因此,該定位設(shè)備通過(guò)神經(jīng)電信號(hào)確定電位發(fā)生異常的時(shí)程,就能夠確定癲癇發(fā)作時(shí)程,再通過(guò)超聲組件探測(cè)的腦深部血流變化的分析,就能夠形成兩個(gè)模態(tài)的精準(zhǔn)三維致癇灶的定位,可以為癲癇病的治療提供更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。
另外,本申請(qǐng)第三方面提供的一種致癇灶的三維定位方法,該方法利用神經(jīng)電信號(hào)確定癲癇發(fā)放的時(shí)程,通過(guò)超聲信號(hào)表征的深度腦血流變化的情況來(lái)形成兩個(gè)模態(tài)的精準(zhǔn)三維致癇灶的空間傳播途徑。
附圖說(shuō)明
為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見(jiàn)地,下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N腦部病變區(qū)域的定位系統(tǒng)實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)圖;
圖2是本申請(qǐng)?zhí)峁┑闹踩胧诫姾统曣嚵衅慕Y(jié)構(gòu)圖;
圖3是本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N腦部病變區(qū)域的定位系統(tǒng)實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)圖;
圖4是本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N致癇灶的三維定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖;
圖5是本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N致癇灶的三維定位方法的流程圖;
圖6是本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N致癇灶的三維定位系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景示意圖。
具體實(shí)施方式
本申請(qǐng)的目的在于提供了一種腦部病變區(qū)域的定位系統(tǒng),用于實(shí)現(xiàn)對(duì)腦部病變區(qū)域的三維定位,使得定位結(jié)果更精準(zhǔn),能夠?yàn)楹罄m(xù)的醫(yī)療診斷提供更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。
本申請(qǐng)發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn),腦部的疾病發(fā)作時(shí),神經(jīng)活動(dòng)會(huì)伴隨著血流活動(dòng)一起劇烈發(fā)作,例如,劇烈的神經(jīng)活動(dòng)導(dǎo)致致癇灶的血流速度上升,血容量上升。因此,發(fā)明人研究出利用神經(jīng)活動(dòng)和血流動(dòng)力變化監(jiān)測(cè)出腦部病變的發(fā)作及傳播情況。
本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N腦部病變區(qū)域的定位系統(tǒng)、一種致癇灶的三維定位系統(tǒng)以及方法,其基本原理是基于神經(jīng)血管偶聯(lián)機(jī)制,提出了通過(guò)神經(jīng)電變化和腦血流變化來(lái)監(jiān)測(cè)腦部病變的技術(shù)思路,在該技術(shù)思路下,進(jìn)一步提出了,通過(guò)可植入式的電和超聲陣列片來(lái)探測(cè)患者腦部的神經(jīng)電變化和腦血流變化,利用定位設(shè)備通過(guò)對(duì)神經(jīng)電信號(hào)和深度腦血流信號(hào)進(jìn)行處理,以確定出腦部病變區(qū)域的三維位置。
為使得本申請(qǐng)的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點(diǎn)能夠更加的明顯和易懂,下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖,對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例,而非全部實(shí)施例。基于本申請(qǐng)中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。
請(qǐng)參閱圖1,圖1是本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N腦部病變區(qū)域的定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖,如圖1所示,該系統(tǒng)100包括:可植入式的電和超聲陣列片101和定位設(shè)備102;
所述電和超聲陣列片101,包括:電極片1011和超聲組件1012;
所述電極片1011,用于探測(cè)腦組織中的神經(jīng)電信號(hào);
所述超聲組件1012,用于探測(cè)腦組織中深度腦血流的超聲波信號(hào);
另外,本申請(qǐng)針對(duì)電和超聲陣列片101還提出了具體的排列結(jié)構(gòu)。
即,電極片1011和超聲組件1012,這兩種元件呈陣列分布。
當(dāng)然,在實(shí)現(xiàn)時(shí),本申請(qǐng)實(shí)施例中的電和超聲陣列片也可以采用其他方式排布電極片和超聲組件,只要達(dá)到這兩種元件在空間上的均已分布即可。
另外,在本申請(qǐng)實(shí)施例中,對(duì)電極片和超聲組件的數(shù)量,以及數(shù)量比例沒(méi)有絕對(duì)的限制,只要其能夠?qū)崿F(xiàn)各自的功能即可。
為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更清楚地理解本申請(qǐng)實(shí)施例中提出的可植入式的電和超聲陣列片的結(jié)構(gòu),下面結(jié)合圖2對(duì)該可植入式的電和超聲陣列片進(jìn)行解釋說(shuō)明。
在圖2中,電極片和超聲組件呈陣列分布,其中,超聲組件按照間隔5mm的距離進(jìn)行排列。
更具體的,所述超聲組件可以采用超聲探頭,當(dāng)然,更優(yōu)選地方式是采用微型超聲探頭,其大小為0.5*0.5*0.5mm,可調(diào)節(jié)頻率范圍為8至60MHz。
當(dāng)然,在實(shí)際應(yīng)用中,可以根據(jù)實(shí)際腦組織的體積來(lái)確定超聲探頭的工作頻率范圍。
當(dāng)然,圖2僅為一種示例,在具體實(shí)現(xiàn)時(shí),可植入式的電和超聲陣列中,超聲組件的排列間隔距離設(shè)置為5mm,當(dāng)然,也可以設(shè)置為更??;當(dāng)然,本申請(qǐng)對(duì)超聲組件的排列間隔距離的大小具體不作限制。
圖2僅示出了電和超聲陣列片的基本結(jié)構(gòu),在實(shí)現(xiàn)時(shí),該電和超聲陣列片包含的電極片和超聲組件的個(gè)數(shù),以及陣列片的具體大小,都可以根據(jù)實(shí)際需求而定。
另外,考慮到定位設(shè)備可能對(duì)待處理的信號(hào)有一定的要求,因此,為了更好地適配定位設(shè)備,在上述系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,還可以增加如下元件:
信號(hào)處理器,用于與所述電和超聲陣列片連接,對(duì)所述電和超聲陣列片探測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波以及模數(shù)轉(zhuǎn)換處理。
進(jìn)一步地,考慮到電和超聲陣列片探測(cè)到的電信號(hào)和超聲信號(hào)這三種信號(hào)的性質(zhì)不同,其放大倍數(shù)、濾波范圍可能不太相同,因此,為了快速地、適應(yīng)性地對(duì)這兩種信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理。
考慮到可植入式的電和超聲陣列片探測(cè)到的信號(hào)可能會(huì)非常微弱,電信號(hào)和超聲信號(hào)這兩種信號(hào)的量程范圍都不相同,頻率特性也不相同,因此,為了更好地適配定位設(shè)備來(lái)處理這三種信號(hào),本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了另一種實(shí)現(xiàn)方式,具體的,所述信號(hào)處理器包括:
電信號(hào)處理器和超聲信號(hào)處理器;
所述電信號(hào)處理器,用于對(duì)所述電極片探測(cè)的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、及模數(shù)轉(zhuǎn)換處理;
所述超聲信號(hào)處理器,用于對(duì)所述超聲探頭探測(cè)的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波及模數(shù)轉(zhuǎn)換處理。
在實(shí)現(xiàn)時(shí),也可以將所述電信號(hào)處理器和所述超聲信號(hào)處理器集成在一個(gè)處理器設(shè)備的硬件結(jié)構(gòu)中。
如圖3所示的本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N腦部病變區(qū)域的定位系統(tǒng)實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)圖,圖3中的信號(hào)處理器103包括所述電信號(hào)處理器1031以及所述超聲信號(hào)處理器1032,這兩個(gè)處理器集成在信號(hào)處理器102中。當(dāng)然,在實(shí)際應(yīng)用中,這兩個(gè)處理器也可以獨(dú)立存在。
這兩個(gè)處理器能夠獨(dú)立、并行工作,以實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的同步處理,從而使得定位設(shè)備能夠同時(shí)接收到這三組數(shù)據(jù),對(duì)這三組數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理,以間接提高定位效率。
另外,為了使得可植入式的電和超聲陣列片正常功能,在上述系統(tǒng)的基礎(chǔ)上還可以增加:電極片驅(qū)動(dòng)接收電路和超聲發(fā)射接收電路,這三種硬件電路輔助電和超聲陣列片進(jìn)行工作。
其中,電極片驅(qū)動(dòng)接收電路,與所述電極片連接,用于驅(qū)動(dòng)所述電極片工作,并將所述電極片探測(cè)的信號(hào)傳輸至所述定位設(shè)備;
其中,超聲發(fā)射接收電路,與所述超聲探頭連接,用于驅(qū)動(dòng)所述超聲探頭工,并將所述超聲探頭探測(cè)的信號(hào)傳輸至所述定位設(shè)備。
在圖1和圖3所示的系統(tǒng)中,定位設(shè)備可以是任何一種能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算處理的設(shè)備,如計(jì)算機(jī)、筆記本等設(shè)備。該定位設(shè)備可以包含顯示部件,利用顯示部件來(lái)顯示定位結(jié)果,當(dāng)然,該定位設(shè)備也可以不包含顯示部件,僅將最終的定位結(jié)果輸出即可。
另外,本申請(qǐng)發(fā)明人在上述系統(tǒng)的技術(shù)思路下,又進(jìn)一步針對(duì)癲癇病的病變區(qū)的定位問(wèn)題進(jìn)行研究。
癲癇(epilepsy)即俗稱的“羊角風(fēng)”或“羊癲風(fēng)”,是大腦神經(jīng)元突發(fā)性異常放電,導(dǎo)致短暫的大腦功能障礙的一種慢性疾病。據(jù)醫(yī)學(xué)上目前統(tǒng)計(jì)的資料顯示,實(shí)際上已有4000多萬(wàn)人患有癲癇病,我國(guó)約有1000多萬(wàn)癲癇病患者,這1000多萬(wàn)癲癇病患者中,有600多萬(wàn)患者是活動(dòng)性癲癇患者,每年仍會(huì)發(fā)作,同時(shí),每年新增加癲癇患者約40萬(wàn)。在中國(guó)癲癇病已經(jīng)成為神經(jīng)科僅次于頭痛的第二大常見(jiàn)病。
目前,癲癇病治療的首選方式是藥物控制,但是約30%的癲癇患者對(duì)抑癲藥物耐受,只能選擇手術(shù)治療。癲癇手術(shù)治療的原理是切除致癇灶(即產(chǎn)生或傳播癲癇的功能障礙區(qū)域),以緩解或消除癲癇的發(fā)作。因此,如何定位致癇灶是治療癲癇病的技術(shù)研究熱點(diǎn)。目前,新皮層癲癇手術(shù)定位的通行方法是皮層電描記法(Electrocorticography,EcoG),具體是應(yīng)用硬膜下植入式電機(jī)陣列來(lái)記錄癲癇發(fā)放期間的皮層電位,里記錄的皮層電位確定致癇灶。
但由于大腦是導(dǎo)電體,一個(gè)區(qū)域的神經(jīng)電活動(dòng)可以在很多地方記錄得到(容積導(dǎo)體現(xiàn)象),因此,ECoG依賴電機(jī)陣列進(jìn)行定位,并不能夠準(zhǔn)確地定位出神經(jīng)活動(dòng)的空間位置。而人的大腦是高度折疊的,由腦溝和腦回組成的器官,ECoG只能定位出致癇灶的二維位置,無(wú)法準(zhǔn)確定位出致癇灶的三維空間位置,而臨床試驗(yàn)表明致癇灶的二維位置,無(wú)法準(zhǔn)確反映致癇灶在腦部的準(zhǔn)確區(qū)域范圍,若以此二維位置為基礎(chǔ)來(lái)治療,則直接影響手術(shù)的成功率。因此,致癇灶的精確三維定位是國(guó)際上治療癲癇病醫(yī)學(xué)研究急需解決的技術(shù)難題?;诖?,本申請(qǐng)發(fā)明人對(duì)癲癇病的發(fā)作特性進(jìn)行分析總計(jì),得出以下結(jié)論:
癲癇病發(fā)作有時(shí)是數(shù)天,有時(shí)是數(shù)星期一次,每患者的情況都不一樣,基本沒(méi)有規(guī)律可循,其發(fā)作是不可預(yù)測(cè)的,因此,需要長(zhǎng)時(shí)程連續(xù)監(jiān)測(cè)癲癇病患者以記錄癲癇發(fā)病情況。但目前的監(jiān)測(cè)方法,例如功能性磁共振成像(Functional magnetic resonance imaging,F(xiàn)MRI),單子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像術(shù)(Single-Photon Emission Computed Tomography,SPECT)和正電子發(fā)射斷層成像術(shù)(Positron Emission Tomography,PET),這些腦功能成像技術(shù)的連續(xù)采樣時(shí)間只有幾分鐘或幾個(gè)小時(shí),常常在其工作期間,很難捕捉到癲癇發(fā)作的數(shù)據(jù),無(wú)法記錄癲癇期影像數(shù)據(jù),從而不能準(zhǔn)確定位致癇灶的位置。此外,由于癲癇發(fā)作經(jīng)常伴隨不可控制的軀體運(yùn)動(dòng),這些成像方法對(duì)軀體運(yùn)動(dòng)噪聲敏感,在癲癇發(fā)作時(shí),也不能夠很準(zhǔn)確地記錄癲癇發(fā)作的數(shù)據(jù)。
為了更精準(zhǔn)地定位致癇灶,給癲癇病的治療提供更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù),本申請(qǐng)發(fā)明人根據(jù)癲癇病的上述特征,還提供一種致癇灶的三維定位系統(tǒng)。接下來(lái)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行解釋說(shuō)明。
參見(jiàn)圖4,圖4是本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N致癇灶的三維定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖,如圖4所示,該系統(tǒng)400包括:
可植入式的電和超聲陣列片401、電和超聲信號(hào)外圍電路402和定位設(shè)備403;
所述電和超聲陣列片401,包括:電極片4011和超聲探頭4012;
所述電極片4011,用于探測(cè)腦組織中的神經(jīng)電信號(hào);
所述超聲探頭4012,用于探測(cè)腦組織中深度腦血流的超聲波信號(hào);
所述電和超聲信號(hào)外圍電路402,與所述電和超聲陣列片連接,用于驅(qū)動(dòng)所述電和超聲陣列片進(jìn)行工作,并將所述電和超聲陣列片探測(cè)到的信號(hào)傳輸至所述定位設(shè)備;
所述定位設(shè)備403,用于所述電極片探測(cè)的信號(hào)確定癲癇發(fā)放的時(shí)程,基于所述癲癇發(fā)放時(shí)程分析所述超聲探頭探測(cè)的信號(hào),以確定致癇灶的三維空間位置。
在實(shí)現(xiàn)時(shí),所述電和超聲陣列片中所述超聲探頭按照間隔5mm的距離進(jìn)行排列。
其中,可植入式電和超聲陣列片401的具體結(jié)構(gòu)可以參見(jiàn)圖2以及對(duì)應(yīng)的描述,此處不再贅述。
本申請(qǐng)實(shí)施例提供的致癇灶的三維定位系統(tǒng),利用植入式電和超聲陣列片可以同時(shí)采集神經(jīng)電信號(hào)(也被稱為腦電信號(hào))和血流動(dòng)力學(xué)信號(hào),可以長(zhǎng)時(shí)程連續(xù)記錄,并且植入部分貼附于腦皮層表明,與皮層之間沒(méi)有相對(duì)位移,對(duì)患者的軀體運(yùn)動(dòng)噪聲不敏感,能對(duì)癲癇患者癲癇發(fā)作期間進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè),通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行處理,以確定致癇灶的空間位置及癲癇的傳播途徑。
由于,本申請(qǐng)實(shí)施例提供的致癇灶的三維定位系統(tǒng),利用電和超聲陣列片能夠探測(cè)腦血流變化情況,而腦血流信號(hào)是一個(gè)低頻信號(hào),其時(shí)間精度大約20ms,因此,該系統(tǒng)可達(dá)到的時(shí)間精度高(20ms)、空間分辨率好(5mm)、多模態(tài)成像的技術(shù)效果。
基于上述致癇灶的三維定位系統(tǒng),本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了對(duì)應(yīng)的定位方法,下面對(duì)該定位方法進(jìn)行解釋說(shuō)明。
參見(jiàn)圖5,圖5是本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N致癇灶的三維定位方法的流程圖,如圖5所示,該方法包括步驟501和步驟502:
步驟501:監(jiān)測(cè)患者在癲癇狀態(tài)下的神經(jīng)電信號(hào)和深度腦血流信號(hào)。
在實(shí)現(xiàn)時(shí),可以通過(guò)植入式電和超聲陣列片監(jiān)測(cè)患者在癲癇狀態(tài)下神經(jīng)電信號(hào)和深度腦血流信號(hào);
通過(guò)可植入式電和超聲陣列片監(jiān)測(cè)患者在癲癇狀態(tài)下神經(jīng)電信號(hào)和深度腦血流信號(hào);
其中,所述電和超聲陣列片,包括:電極片和超聲探頭;
所述電極片,用于探測(cè)腦組織中的神經(jīng)電信號(hào);
所述超聲探頭,用于探測(cè)腦組織中深度腦血流的超聲波信號(hào)。
步驟502:根據(jù)監(jiān)測(cè)到的神經(jīng)電信號(hào)確定癲癇發(fā)放的時(shí)程,基于癲癇發(fā)放的時(shí)程和深度腦血流信號(hào)形成兩個(gè)模態(tài)的致癇灶的三維位置。
下面結(jié)合圖6示出的應(yīng)用場(chǎng)景示例圖,對(duì)本實(shí)施例方法的具體過(guò)程進(jìn)行解釋說(shuō)明。
在實(shí)現(xiàn)時(shí),本實(shí)施例中的患者可以是人或者其他動(dòng)物,為了準(zhǔn)確定位出致癇灶的在腦部的空間位置,需要按照?qǐng)D6所示的方式,將電和超聲陣列片先植入患者顱內(nèi),然后由該電和超聲陣列片實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)患者的神經(jīng)電活動(dòng)和腦血流活動(dòng),通過(guò)電和超聲外圍電路將檢測(cè)到的信號(hào)傳輸至定位設(shè)備(圖6中示出的計(jì)算機(jī)設(shè)備),該計(jì)算機(jī)設(shè)備根據(jù)接收到的信號(hào),按照預(yù)設(shè)的算法處理,就能夠定位出致癇灶的三維位置,還可以將該三維位置顯示出來(lái)。當(dāng)然,這里需要說(shuō)明的是,在實(shí)際應(yīng)用中,定位設(shè)備也可以僅確定致癇灶的三維位置,而并不顯示該三維位置。
與現(xiàn)有技術(shù)的EcoG相比,本申請(qǐng)?zhí)峁┑纳鲜鲋掳B灶的三維定位方法,將電和超聲功能成像于一體,提出了可植入的電和超聲陣列片,主要利用電極片記錄的神經(jīng)電信號(hào)確定癲癇發(fā)作的精確時(shí)程,進(jìn)而基于癲癇發(fā)作的精確時(shí)程,利用超聲探頭記錄的腦深度血流變化信號(hào)確定出致癇灶的三維位置。大量實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn),這種方法可以達(dá)到100微米的空間分辨率和10毫秒級(jí)的時(shí)間分辨率,擁有很好的空間覆蓋范圍。因此,該方法對(duì)致癇灶的三維定位有非常好的效果。
所述領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到,為了描述的方便和簡(jiǎn)潔,上述描述的系統(tǒng)、裝置和單元的具體工作過(guò)程,可以參考前述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過(guò)程,在此不再贅述。
在本申請(qǐng)所提供的幾個(gè)實(shí)施例中,應(yīng)該理解到,所揭露的系統(tǒng)和方法,可以通過(guò)其它的方式實(shí)現(xiàn)。例如,以上所描述到的系統(tǒng)實(shí)施例僅僅是示意性的,例如,組件的劃分,僅僅為一種邏輯功能劃分,實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式,例如多個(gè)組件可以結(jié)合或可以集成到另一個(gè)系統(tǒng),或一些特征可以忽略,或不執(zhí)行。另一點(diǎn),所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過(guò)一些接口,裝置或單元的間接耦合或通信連接,可以是電性、機(jī)械或其它的形式。
所述作為分離部件說(shuō)明的單元可以是或者也可以是物理上分開(kāi)的,作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元,即可以位于一個(gè)地方,或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上??梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。
另外,在本申請(qǐng)各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中,也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在,也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn),可以采用軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。
需要說(shuō)明的是,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分流程,是可以通過(guò)計(jì)算機(jī)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成,所述的程序可存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中,該程序在執(zhí)行時(shí),可包括如上述各方法的實(shí)施例的流程。其中,所述的存儲(chǔ)介質(zhì)可為磁碟、盤、只讀存儲(chǔ)記憶體(Read-Only Memory,ROM)或隨機(jī)存儲(chǔ)記憶體(Random Access Memory,RAM)等。
以上對(duì)本申請(qǐng)所提供的一種腦部病變區(qū)域的定位系統(tǒng)、一種致癇灶的三維定位系統(tǒng)以及方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹,本文中應(yīng)用了具體實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述,以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本申請(qǐng)的方法及其核心思想;同時(shí),對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員,依據(jù)本申請(qǐng)的思想,在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處,綜上所述,本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本申請(qǐng)的限制。