本發(fā)明涉及醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明涉及用于準(zhǔn)備計算和分析的醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域。更具體來說，本發(fā)明涉及在準(zhǔn)備治療中的計算領(lǐng)域，特別是對于在深部大腦區(qū)中植入電極，治療帕金森氏病、肌張力障礙、強迫癥、嚴(yán)重抑郁癥、Tourette綜合癥、某些成癮、精神厭食或再次異侵襲性。

背景技術(shù)：

深部大腦刺激為其中植入電極以便在位于大腦內(nèi)側(cè)深部的某些特定結(jié)構(gòu)中連續(xù)提供低強度電流的創(chuàng)傷性方法。此類治療可用于治療一定數(shù)量的疾病，例如在上文提到的那些。

深部大腦刺激(DBS)用作對于患有抵抗藥物療法的病癥的患者的手術(shù)技術(shù)。因此，當(dāng)用于治療疾病的其它方法證明為低效時，主要使用此治療。DBS的挑戰(zhàn)為尋找用于最好地減輕癥狀同時最小化繼發(fā)作用(例如認(rèn)知減退)的刺激的理想位置。

從手術(shù)技術(shù)的觀點來看，深部大腦刺激需要植入電極。為此目的，制作大腦的圖像以便將刺激的目標(biāo)可視化。將辨識標(biāo)記放置在頭皮上以進行三維標(biāo)記?？紤]血管的位置以便避開它們，隨后可確定植入的軌跡。

在局部麻醉下進行植入程序?；颊弑３智逍眩哂姓谶M行的間斷的任何藥物療法，使得可做出通過放置電極產(chǎn)生的影響的精確估計。將電極引入通過在患者的顱骨中制得的開口并且安置在目標(biāo)中，例如借助于患者大腦的3D重建或再次在MRI設(shè)備的直接控制下。隨后電極附接至顱骨，并且經(jīng)皮下穿入直到套管的植入位置(通常安置在鎖骨下方)。將此套管皮下放置并且連接到電極。

關(guān)于DBS的問題主要涉及在植入結(jié)束時得到的結(jié)果。實際上，這些結(jié)果在一個患者和另一個患者之間變化。甚至在最好醫(yī)療成像技術(shù)的情況下，目標(biāo)的解剖識別仍為困難的。目標(biāo)的定位常常為近似的并且基于先驗知識完成。此外，病變的某些方面的積極結(jié)果(例如震顫減少)可能與惡化(例如體重增加、冷漠、多動癥)有關(guān)。因此，對于從業(yè)醫(yī)生，DBS常常由將被刺激的一個或多個區(qū)域的估計組成，得到的結(jié)果的觀測產(chǎn)生刺激參數(shù)的適配(電流的強度或受刺激的電極銷的改變)。當(dāng)然，已知某些解剖目標(biāo)減輕病變的如此這般的癥狀，但是負(fù)面的繼發(fā)作用是經(jīng)常可見的。因此，所選擇策略始終在減輕疾病的癥狀和最小化可能的不同繼發(fā)作用之間進行折衷。因此需要可用于考慮病變的多個方面并且解釋此折衷的工具，以便采用關(guān)于臨床結(jié)果的最好可能的決策，以便以最好可能的方式規(guī)劃深部大腦刺激。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

描述的技術(shù)不具有背景技術(shù)的這些缺點。更具體地說，描述的技術(shù)顛倒其中設(shè)想大腦刺激的方式。描述的技術(shù)可用于基于預(yù)期結(jié)果/折衷來得到刺激位置的指示。因此所述技術(shù)涉及用于仿真大腦刺激、提供刺激的目標(biāo)空間區(qū)域的估計的方法，所述方法特征在于它包括以下步驟的至少一次重復(fù)：

-從至少兩個可用的值當(dāng)中選擇將被分配到預(yù)定得分的值；

-在屬于一組解剖臨床圖譜的解剖臨床圖譜內(nèi)識別能夠提供接近于將被分配到所述預(yù)定得分的所述值的值的空間區(qū)域；

所述至少一個重復(fù)提供一組空間區(qū)域；

此外所述方法特征在于其包括：

-根據(jù)所述一組空間區(qū)域，計算能夠產(chǎn)生表示至少一個所選值的給定結(jié)果的至少一個目標(biāo)空間區(qū)域。

因此，顛倒用于估計刺激結(jié)果的傳統(tǒng)方法：不是根據(jù)特定預(yù)選擇區(qū)域仿真結(jié)果，本發(fā)明根據(jù)預(yù)選擇結(jié)果仿真區(qū)域。此類技術(shù)使得更容易包括關(guān)于仿真的用戶期望。必須分配到得分的所選值為相對精確定義的值或值的范圍。

根據(jù)一個具體實施例，所述目標(biāo)空間區(qū)域的計算包括使所述一組空間區(qū)域的所述空間區(qū)域在標(biāo)準(zhǔn)化解剖體積內(nèi)相交。

根據(jù)一個具體特性，所述一組解剖臨床圖譜由大腦的功能解剖臨床圖譜形成，所述功能解剖臨床圖譜各自將一個或多個解剖功能與一個或多個給定空間區(qū)域相關(guān)聯(lián)，并且對于這些給定空間區(qū)域包括表示當(dāng)這些空間區(qū)域被刺激時的病變發(fā)展的值。

根據(jù)一個具體實施例，所述方法包括在所述至少一個重復(fù)之前用于構(gòu)建所述一組解剖臨床圖譜的步驟。

根據(jù)一個具體特性，所述構(gòu)建步驟考慮被實施所述仿真方法的患者的至少一個特性。

根據(jù)一個具體特性，所述目標(biāo)空間區(qū)域為表示與所述一組空間區(qū)域的最高數(shù)量空間區(qū)域相交的空間區(qū)域。

提出的技術(shù)還涉及用于仿真大腦刺激的提供刺激的目標(biāo)空間區(qū)域的估計的設(shè)備。

此類設(shè)備包括：

-用于從至少兩個可用的值當(dāng)中選擇將被分配到預(yù)定得分的值的裝置；

-用于在屬于一組解剖臨床圖譜的解剖臨床圖譜內(nèi)識別能夠提供接近于將被分配到所述預(yù)定得分的所述值的值的空間區(qū)域的裝置；

提供一組空間區(qū)域；

-根據(jù)所述一組空間區(qū)域，計算能夠產(chǎn)生表示至少一個所選值的給定結(jié)果的至少一個目標(biāo)空間區(qū)域的裝置。

此外，在精神外科的情況下，無創(chuàng)操作的其它模式還可得益于提出的技術(shù)，例如放射手術(shù)和高強度聚焦超聲。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，由一個或多個軟件程序或計算機程序?qū)嵤└鶕?jù)本發(fā)明的方法的不同步驟，所述軟件程序或計算機程序包括將通過根據(jù)本發(fā)明的中繼模塊的數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行并且被設(shè)計成命令執(zhí)行所述方法的不同步驟的軟件指令。

因此，提出的技術(shù)還試圖提供可通過計算機或通過數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行的程序，此程序包括命令執(zhí)行如在上文所提到的方法的步驟的指令。

此程序可無論如何使用任何編程語言并且可呈源碼、目標(biāo)代碼或為在源碼和目標(biāo)代碼之間的中間體的代碼(例如無論如何以部分編譯形式或以任何其它期望形式)的形式。

本發(fā)明還試圖提供信息載體，其通過數(shù)據(jù)處理器可讀并且包括如在上文所提到的程序的指令。

信息載體可為無論如何能夠存儲程序的任何實體或設(shè)備。例如，載體可包括存儲裝置，例如ROM，例如CD ROM或微電子電路ROM或再次磁記錄裝置，例如軟盤或硬盤驅(qū)動器，和SSD等。

同樣，信息載體可為可傳輸載體，例如可經(jīng)由電纜或光纜，通過無線電或通過其它裝置傳送的電信號或光學(xué)信號。根據(jù)本發(fā)明的程序可尤其上傳到互聯(lián)網(wǎng)類型網(wǎng)絡(luò)。

作為替代方案，信息載體可為程序結(jié)合到其中的(ASIC或FPGA型)集成電路，所述電路適于執(zhí)行或用于執(zhí)行所討論的方法。

根據(jù)一個實施例，本發(fā)明借助于軟件和/或硬件部件實施。在這方面中，術(shù)語“模塊”在本文中可同樣對應(yīng)于關(guān)于一組硬件和軟件部件的軟件部件和硬件部件。

軟件部件對應(yīng)于一個或多個計算機程序、程序的一個或多個子程序，或更通常對應(yīng)于程序的任何元件，或能夠根據(jù)下文中為關(guān)注的模塊所述實施一個功能或一組功能的一件軟件。此類軟件部件通過物理實體的數(shù)據(jù)處理器(終端機、服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)、路由器等)執(zhí)行，并且能夠訪問此物理實體的硬件資源(存儲器、記錄載體、通信總線、電子輸入/輸出板、用戶界面等)。

以相同的方式，硬件部件對應(yīng)于能夠如下文中為關(guān)注的模塊所述實施一個功能或一組功能的硬件單元的任何元件。它可為用于執(zhí)行軟件的可編程硬件部件或具有集成處理器的部件，例如集成電路、智能卡、存儲卡、用于執(zhí)行固件的電子板等。

附圖說明

提出的技術(shù)的其它特征和優(yōu)點從借助于簡單的說明性并且非窮舉的實例而給出的對優(yōu)選實施例的以下描述并且從附圖更加明顯地呈現(xiàn)，在附圖中

-圖1呈現(xiàn)提出的技術(shù)的主要步驟；

-圖2為用于實施在上文描述的方法的設(shè)備的示意性表示。

具體實施方式

1本發(fā)明的原理的剩余部分

將技術(shù)的一般原理描述為兩方面。首先，它允許用戶(例如從業(yè)醫(yī)生或甚至患者自己)選擇期望結(jié)果的一組值(即，與將作為植入電極的效果得到的結(jié)果相關(guān)聯(lián)的值)。這些結(jié)果插入到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。例如它們涉及震顫的減少、言語促進等。選擇結(jié)果的事實在自身上為基本范式轉(zhuǎn)移。第二，技術(shù)采用預(yù)期結(jié)果作為用于提出和計算手術(shù)解決方案的基礎(chǔ)。從而，在所描述的技術(shù)的情況下，其中規(guī)劃刺激的方式改變。重要的是指定所描述的技術(shù)決不改變從業(yè)醫(yī)生動作的自由度，從業(yè)醫(yī)生仍自由進行與所計算的植入不同的植入。從業(yè)醫(yī)生還主動自由確定與通過所描述的技術(shù)的實施方案得到的相同的植入。因為所描述的技術(shù)為仿真技術(shù)，所以絕不是刺激的實施方案必需的。然而，所述技術(shù)使得此刺激能夠不同地設(shè)想。

所描述技術(shù)的一般原理參照圖1解釋。如將在下文中解釋，期望結(jié)果(RS)用于使用臨床得分(SC_[1..M])建立仿真(10)，M表示臨床得分的數(shù)量，其表示在大腦的解剖臨床圖譜(AAC_[1..N])中合成(P5)的一定數(shù)量的過去操作和刺激，N表示圖譜的數(shù)量。這些為功能圖譜，其實現(xiàn)功能(運動神經(jīng)、大腦、生物或其它功能)與一組數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)。大腦的解剖臨床功能圖譜包括一組數(shù)據(jù)。它為在解剖結(jié)構(gòu)和功能之間的連接的數(shù)字表示。一般來說此類圖譜可用于深部大腦刺激和神經(jīng)刺激兩者(包括磁刺激)而且可用于放射手術(shù)和傳統(tǒng)手術(shù)。

因此，用于提出的技術(shù)的一個基本條件為具有可用的此類解剖臨床圖譜。例如，存在可用的圖譜，其將震顫減少的百分比根據(jù)刺激區(qū)域而定量。此類圖譜通過合并來自可變數(shù)量的之前刺激的數(shù)據(jù)而建構(gòu)。圖譜具有若干型的類型(二元圖譜、統(tǒng)計圖譜、靜態(tài)圖譜/動態(tài)圖譜)。二元圖譜和統(tǒng)計圖譜在下文中描述。對于圖譜的變化，可解釋以下特性：當(dāng)圖譜被預(yù)計算時，它被稱作“靜態(tài)”圖譜。當(dāng)計算圖譜時，具體地說根據(jù)在仿真之前給定的患者的某些特性(例如，年齡、性別、體重、解剖數(shù)據(jù)、基因數(shù)據(jù)、癥狀程度)，它被稱作動態(tài)圖譜。在本發(fā)明的仿真技術(shù)的情況下，動態(tài)圖譜的優(yōu)點為它適用于所仿真的患者的特性。其缺點為，第一具有可用于創(chuàng)建圖譜的較小數(shù)據(jù)庫的風(fēng)險，以及第二如果計算圖譜的過程冗長，那么仿真也可冗長的事實。

盡管這樣，一組圖譜(AAC_[1..N])在輸入時可用，每個圖譜具有與刺激的空間區(qū)域有關(guān)的功能進展的值的分配。進展的此值可為百分比(改善或惡化)或二元值(是/否，重要/不重要，等等)或預(yù)估值(-1：惡化，0：無改變，1改善)。當(dāng)圖譜通過解剖體素形成時，每個體素(或體素的群組)包括與此圖譜相關(guān)聯(lián)的功能的進展的此類值。這(用于獲得提出的技術(shù)的結(jié)果的主要組份)是功能解剖臨床圖譜的用途。

基于此組初始圖譜，使用一組選擇器(E_S[1..N])選擇(100)期望值。每個選擇器(ES_X)與圖譜(AAC_X)相關(guān)聯(lián)(對于將與若干圖譜相關(guān)聯(lián)的選擇器，以及相反地對于將根據(jù)涉及的臨床得分與若干選擇器相關(guān)聯(lián)的圖譜，這也是可能的)。例如存在與關(guān)于震顫的圖譜相關(guān)聯(lián)的“震顫”選擇器，其中對于空間區(qū)域(體素或體素的群組)，存在震顫的進展的百分比。在此“震顫”選擇器中，選擇震顫減少(或增加地更少)的值。

對可用的選擇器的全部或部分進行此選擇步驟，以便獲得一組選擇值(VS_[1..L])，L表示值的數(shù)量，此數(shù)量小于或等于選擇器的數(shù)量(有可能用某些選擇器僅選擇值的一部分以便進行仿真)。

根據(jù)這些選擇值(VS_[1..L])，所述技術(shù)計算(200)目標(biāo)空間區(qū)域(ZS_C)，所述目標(biāo)空間區(qū)域(ZS_C)由與所選值對應(yīng)的圖譜(AAC_[1..L])的空間區(qū)域(ZSA_[1..L])的相交(250)產(chǎn)生。此目標(biāo)空間區(qū)域(ZS_C)理想地表示對應(yīng)于在選擇器中選擇的值的區(qū)域。當(dāng)然，此情況僅罕見地發(fā)生，并且更可能的是目標(biāo)空間區(qū)域(ZS_C)表示在選擇器中的所選值為可能的圖譜子集的相交。其它值(其中相交尚不可能的那些值)不為此情況的實例：不考慮它們，或它們自動更新以表示對目標(biāo)空間區(qū)域的刺激的結(jié)果。例如，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)空間區(qū)域減少震顫并且限制言語損失。然而，目標(biāo)空間區(qū)域指示體重增加(相對于在與體重增加相關(guān)聯(lián)的圖譜中的目標(biāo)空間區(qū)域確定)：與體重增加相關(guān)聯(lián)的選擇器的值可自動通過系統(tǒng)修改以從可能不存在體重增加轉(zhuǎn)到非?？赡荏w重增加。

換句話說，顛倒其中設(shè)想刺激或手術(shù)的方式。實際上，不是尋求根據(jù)手術(shù)操作的策略預(yù)測刺激結(jié)果，而是提出的技術(shù)使用尋求(期望)的結(jié)果以便計算刺激的策略。若需要，此刺激的策略可隨后實施(在這種情況下，可注意它為仿真)。因此提出的技術(shù)使得有可能為患者提供自由選擇：若需要，患者在其醫(yī)生的幫助情況下確定在其疾病的治療中他希望的(并且根據(jù)可用的知識可能的)結(jié)果。

換句話說，提出的方法包括以下步驟的至少一個重復(fù)：

-從至少兩個可用的值當(dāng)中選擇(100)將分配到預(yù)定得分(S_X)的值(VS_X)；此選擇借助于選擇器完成，對于一個得分或一組得分(對應(yīng)于預(yù)期結(jié)果)，所述選擇器使得有可能選擇此結(jié)果的重要性(例如，之前運動神經(jīng)功能的改善)；此值(VS_X)也就是說是在后續(xù)相交過程中得分(S_X)的加權(quán)。

-根據(jù)所述至少一個所選擇值(VS_X)，在可能產(chǎn)生給定結(jié)果的給定大腦體積內(nèi)計算(200)至少一個目標(biāo)空間區(qū)域(ZS_C)。

實施的計算基于大腦的解剖臨床圖譜(此前得到)的倒置和加權(quán)使用，以根據(jù)臨床得分(結(jié)果)實現(xiàn)用于刺激的理想啟用區(qū)域的映射，用戶希望對所述臨床得分(結(jié)果)產(chǎn)生偏好。

本發(fā)明的一個組成部分涉及用于建立(P5)大腦的這些解剖臨床功能圖譜的方法。如下文中詳細(xì)描述，這些圖譜可采用至少兩種不同形式：二元或統(tǒng)計。二元圖譜為用基本包括的判據(jù)建構(gòu)的圖譜(結(jié)果被認(rèn)為是令人滿意的)。這意味著，對于包括的一個或多個給定判據(jù)，與圖譜的體素相關(guān)聯(lián)的值表示滿足包括的判據(jù)的患者相對于患者總數(shù)的分?jǐn)?shù)。因此存在若干卡(對于每個臨床得分一張卡)。統(tǒng)計圖譜為其中無包括的判據(jù)被定義的一般圖譜。這為其中與體素相關(guān)聯(lián)的值表示由在被分析的患者的群體中的得分所采用的值的非專家圖譜。

下文中，我們描述技術(shù)的實施例，其中圖譜專用于在帕金森氏病的情況中的深部大腦刺激。然而，應(yīng)清楚，提出的仿真技術(shù)可在其它類型的病變中實施以便根據(jù)先驗預(yù)期的結(jié)果來仿真刺激。

2一個實施例的描述

在此實施例中，所述技術(shù)采用幫助在神經(jīng)刺激(neurostimulation)或神經(jīng)刺激(neural stimulation)(NS)中決策選擇目標(biāo)的系統(tǒng)的實施方案的形式。雖然這在深部內(nèi)部大腦神經(jīng)刺激的上下文中描述，但是如果圖譜的數(shù)據(jù)庫可用于根據(jù)預(yù)期結(jié)果進行刺激的計算和策略(此類圖譜的一個實施例下文中呈現(xiàn))，那么對于內(nèi)部或外部大腦刺激的任何技術(shù)，還可實施幫助決策的此類系統(tǒng)。用戶為外科醫(yī)生、神經(jīng)學(xué)家或患者自身。決策通過使用根據(jù)回溯性臨床數(shù)據(jù)，即解剖臨床圖譜的分析來計算的預(yù)測數(shù)據(jù)的過程獲得。

在提出的技術(shù)的此實施例中，選擇器用于得到與在操作結(jié)束時期望的臨床得分相關(guān)聯(lián)的結(jié)果的值的變化。用戶定義在期望臨床結(jié)果之間的優(yōu)先級。這些優(yōu)先級反映在用于計算遵守這些優(yōu)先級的對應(yīng)策略的加權(quán)值中(在所選擇加權(quán)值的情況下)。用戶還可提供患者的特性(體重、身材、性別、年齡、祖先、腦萎縮的程度等)，其可根據(jù)可用的圖譜以補充方式使用。

反映在選擇器中的期望臨床結(jié)果可為單獨地可測量的臨床得分或合并臨床存儲的一致集的直接定量值。此類類別可由無監(jiān)督學(xué)習(xí)(K-均值)定義：當(dāng)使用大量臨床得分時并且當(dāng)這些臨床得分不必直觀地連接時，這為有前景的。這意味著借助于基本學(xué)習(xí)電路的學(xué)習(xí)可為引起關(guān)注的。

當(dāng)值為集成的或可衍生自使用的圖譜時，優(yōu)先級(即，在選擇器中的不同優(yōu)先級值)可在連續(xù)值中或在預(yù)估值或甚至定性值中選擇。優(yōu)先級被定義為其中用戶期望與被標(biāo)識為待治療的病變的初始狀態(tài)相比較的臨床改善的域。

當(dāng)然，在選擇器中做出的值的選擇可向?qū)τ诖x擇的剩余臨床結(jié)果的可能選擇施加約束：例如，有可能的是，與繼發(fā)作用(例如言語的快速性)的減小相關(guān)的選擇必定導(dǎo)致關(guān)于震顫的減少的限制(在帕金森氏病的情況下)。存在于選擇器中的選擇標(biāo)準(zhǔn)的互相依賴(借助于通過系統(tǒng)管理的互相依賴的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或直接通過對圖譜的計算：在這種情況下，步驟(100)和(200)以重復(fù)和交互的模式實現(xiàn))被部分地預(yù)定。以補充方式，此互相依賴此外通過患者的特性并且因此通過在患者的特性(身高、體重、年齡、家族史、大腦體積、在體積中大腦的區(qū)域的初步識別)和圖譜或最好對應(yīng)于此患者的情形的圖譜數(shù)據(jù)庫的一個或多個圖譜之間建構(gòu)的對應(yīng)關(guān)系而被控制。

當(dāng)用戶的選擇借助于選擇器做出時，系統(tǒng)實施手術(shù)的一個或多個策略的計算過程，其實現(xiàn)對借助于選擇器表達的希望的反應(yīng)。還可能無手術(shù)的策略可實施。在這種情況下，系統(tǒng)報告此不可能性。

當(dāng)可實施手術(shù)的一個或多個策略時，對于這些策略中的每個，信號報告必須被刺激的區(qū)域。以補充方式，每個策略伴隨著一個或多個信任得分(信任得分表示在臨床結(jié)果的預(yù)測中可能的誤差)。以補充方式，系統(tǒng)提供對于此策略的期望的(預(yù)測的)臨床結(jié)果。

在本發(fā)明的此實施例中，系統(tǒng)的主要部分在于與借助于選擇器做出的選擇相關(guān)聯(lián)的結(jié)果的計算。在此實施例中，計算方法基于以回溯性臨床數(shù)據(jù)的分析為基礎(chǔ)計算的預(yù)測數(shù)據(jù)。對于已經(jīng)進行手術(shù)的一組同源患者(具有常見特性)，此分析在于將操作后的臨床結(jié)果(例如改善或惡化)與隨后的治療策略關(guān)聯(lián)。

在深部大腦刺激的情況下，在計算結(jié)束時得到的策略由刺激電極的一個或多個銷的X,Y,Z坐標(biāo)(在通用解剖參考系中計算)以及電刺激參數(shù)組成。在深部大腦刺激情況下，臨床結(jié)果對應(yīng)于值，所述值與在具有或沒有臨床得分的刺激的差對應(yīng)。對于每個得分或得分的群組，在得分和策略之間的相關(guān)性產(chǎn)生3D體積展示，對于每個體素，如果神經(jīng)組織包括在此體素中，那么臨床結(jié)果激活。

在此實施例中，被稱作預(yù)測(為解剖臨床圖譜的3D體積)的一個3D體積按照臨床得分或得分的群組為可用的。它可如上文中所描述為二元圖譜或統(tǒng)計圖譜。在同一個體素中，包括的患者或群體的臨床結(jié)果(即，根據(jù)包括的判據(jù)，不必全部初始群體)可為合計的(平均值或其它統(tǒng)計值)。每個體素的值可全面地標(biāo)準(zhǔn)化。還可能將對患者計算的臨床結(jié)果的平均標(biāo)準(zhǔn)差保持在每個體素中，對于患者體素對應(yīng)于刺激區(qū)域。此平均標(biāo)準(zhǔn)差產(chǎn)生預(yù)測臨床結(jié)果的信任值。預(yù)測體積可通過交叉驗證而證實。即，體積基于N個對象的群體建構(gòu)并且對不屬于用于構(gòu)建的群體的一個對象i進行測試。測試在于將在一組體素Evx中刺激的對象i的臨床結(jié)果的值與通過在非線性的復(fù)位之后考慮解剖差別的圖譜中背向投影的一組體素Evx中的圖譜預(yù)測的臨床結(jié)果進行比較。如果此測試重復(fù)m次，那么隨后有可能計算在每個體素的信任值或在圖譜的總信任值。此值可給予用戶。

由用戶選擇的優(yōu)先級(選擇器的值)被轉(zhuǎn)化成權(quán)重(加權(quán))。每個權(quán)重對應(yīng)于一個得分或一組得分。對于每個權(quán)重，選擇多個得分中的對應(yīng)得分的預(yù)測體積的子體積。例如，如果得分被視為優(yōu)先，那么僅選擇給出非常令人滿意的臨床結(jié)果的體素(例如僅具有顯著改善)。如果得分被視為重要但不優(yōu)先，那么選擇給出任何令人滿意的臨床結(jié)果的另外體素(例如，具有稍微改善或可能改善的那些體素)。如果得分被視為不重要的，那么選擇給出任何未規(guī)定的臨床結(jié)果的另外體素(例如，示出無改善或甚至示出惡化的體素)，否則選擇體積的所有體素。

對臨床結(jié)果的滿意度可由將滿意水平與改善的百分比的范圍相關(guān)聯(lián)的類別定義。這些范圍由一個或多個專家定義或從文獻獲得。所述范圍可根據(jù)臨床得分而不同。通過對在預(yù)測體積(或解剖臨床圖譜)中的對應(yīng)值的閾值的簡單設(shè)定來選擇子體積的體素。

下文中，對于所有權(quán)重，計算的子體積將被合計：例如通過簡單相交或通過更復(fù)雜的數(shù)學(xué)分析。體積的集合可通過從每個解剖臨床圖譜提取的子體積的簡單幾何相交實現(xiàn)。子體積的合計給出所有可能值：即，一旦被刺激，將給出對應(yīng)于所選擇優(yōu)先級的臨床結(jié)果的區(qū)域。在可能值的此體積的每個點處，期望的(預(yù)測的)臨床結(jié)果將從此時每個得分的預(yù)測體積的值提取。對于每個臨床結(jié)果，信任值將因此可用：例如此時對患者群體計算的結(jié)果的平均標(biāo)準(zhǔn)差，或通過交叉驗證計算的在每個得分處的預(yù)測能力的值。

3圖譜的產(chǎn)生

如在上文中指示，所提出的技術(shù)是基于特定圖譜的創(chuàng)建。此類圖譜為基于對已進行深部大腦刺激的大量患者進行的MRI和/或掃描來建構(gòu)的空間的點的映射。對于這些患者，提取已經(jīng)刺激的大腦的一個或多個點。在這些點與表示對不同運動神經(jīng)、感覺和其它方面操作的成功和/或失敗的程度的臨床得分之間建立連接。因此，有可能將用于考慮回溯性數(shù)據(jù)的操作集成到軌跡優(yōu)化過程中。相反，與在上文中描述的技術(shù)的情況一樣，值得采用臨床病癥的進展的程度作為開始點以便從它推導(dǎo)規(guī)劃。換句話說，不是根據(jù)由從業(yè)醫(yī)生做出的計劃表來估計結(jié)果，所述技術(shù)首先選擇預(yù)期結(jié)果，并且然后從它推斷規(guī)劃。

這通過使用圖譜，具體地說為此類型的方法建構(gòu)的圖譜來完成。如在上文指示，可設(shè)想兩種類型的圖譜：二元圖譜和統(tǒng)計圖譜。此外，假定每個臨床得分產(chǎn)生一個圖譜。可重申的是，臨床得分為使用一定數(shù)量的參數(shù)對患者狀態(tài)的測量，以便從它推導(dǎo)出值。因此存在操作前臨床得分和操作后臨床得分。本發(fā)明的圖譜基于這些段基本的數(shù)據(jù)：刺激前得分、刺激空間區(qū)域、刺激后得分。若需要還可考慮在刺激之前和在刺激之后的藥物處方，但是這不是必須的。

3.1基本的臨床數(shù)據(jù)

在自身恰當(dāng)產(chǎn)生之前，有必要進行用于收集和標(biāo)準(zhǔn)化可與點或與在圖譜中的體素的區(qū)域相關(guān)聯(lián)的臨床數(shù)據(jù)的階段。在與帕金森氏病相關(guān)的本發(fā)明的此實施例中，UPDRS(通用的帕金森氏病等級量表第II、III和IV部分)，Schwab和England與Hoehn和Yahr用作得分。還使用非運動神經(jīng)癥狀的測量(即神經(jīng)心理得分)(MDRS測試、MATTIS得分、口頭流暢測試、分類和音素流暢測試、STROOP測試、試驗定制測試(TMT)、UPDRS I)。此外，隨著對深部大腦仿真的另一種不希望的副作用的患者的一部分的體重增加，將患者的健康調(diào)查表(即SF36、PDQ39)添加到計算。在操作之前和在操作之后(當(dāng)刺激激活時)由神經(jīng)學(xué)家在臨床上測試患者。每個量表、調(diào)查表和測試給出得分(S)。例如此得分為UPDRS得分、Schwab和England得分、Hoehn和Yahr得分、MDRS得分、MATTIS得分等，并且這為每一患者(P)完成。對于每一患者，因此存在一組得分。

對于每個得分S可定義改善或惡化的百分比：

在公式中：

-表示在操作之后無補充藥物處方的得分的值；

-表示在操作之前無補充藥物處方的得分的值；

-表示在操作之后具有補充藥物處方的得分的值；

-表示在操作之前具有補充藥物處方的得分的值；

-S_最大表示得分的最大值；

-S_最小表示得分的最小值。

可對于每個得分S定義用于計算改善或惡化的百分比的另一個公式(不考慮藥物處方)：

因此，對于包括在圖譜的產(chǎn)生中的患者，存在可與醫(yī)療成像數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)(連接)的一組可用的得分。

3.2二元圖譜

二元圖譜為用包括的基本判據(jù)建構(gòu)的圖譜(得分的并且不為患者的：僅得分的改善不考慮為惡化)。這意味著，對于包括的一個或多個給定判據(jù)，與圖譜的體素相關(guān)聯(lián)的值表示滿足包括的判據(jù)的患者的得分相對于患者總數(shù)的分?jǐn)?shù)。

包括判據(jù)不是患者包括判據(jù)而是相對于得分的閾值。為了構(gòu)建此類型的圖譜，從業(yè)醫(yī)生實施與進行的不同測試有關(guān)的包括判據(jù)。因此，通過使用包括的條件，使用滿足給定測試的包括的條件的患者的所有得分產(chǎn)生圖譜。因此，僅患者的一部分用于建立此類型的圖譜：這些為得分已改善超過給定閾值的患者。

通常，此類型的圖譜與二元選擇器相關(guān)聯(lián)：在選擇階段中，與此類型的圖譜相關(guān)聯(lián)的選擇為二元選擇。例如，為根據(jù)患者的原始權(quán)重的因子的體重增加可通過二元是/否類型的選擇表達，然而無大量地量化此體重增加的任何風(fēng)險。

3.3統(tǒng)計圖譜

統(tǒng)計圖譜不同于其中圖譜不基于包括的判據(jù)的二元圖譜。與體素相關(guān)聯(lián)的值不表示出現(xiàn)的概率，而是表示對患者測量的功效的所有值的整體功效或列表。此得分考慮患者的數(shù)量、刺激區(qū)域、患者的臨床反應(yīng)(通過測試和得分測量)。

因此決定首先建立單獨的圖譜，并且然后若需要用專用權(quán)重將它們合計以建立最終的多分區(qū)和合計圖譜。方程將為以下：

其中：

-N表示患者的數(shù)量；

-(x_i,y_i,z_i)表示對于患者i刺激的3D坐標(biāo)；

-M表示使用的臨床得分的數(shù)量；

-表示對于患者i的臨床得分k的值；

-γ_i表示對于(x_i,y_i,z_i)坐標(biāo)的刺激的3D影響；以及

-w_k表示臨床得分k的權(quán)重。

4根據(jù)在選擇器中做出的選擇的策略的計算

如所指示，尋求識別能夠產(chǎn)生患者或從業(yè)醫(yī)生所期望的一個或多個結(jié)果的一個或多個解剖區(qū)域或區(qū)。為此目的有可能遵循至少兩種不同方法。還解釋第三種方法，其中進行位置的基本計算?？芍厣甑氖?，在大腦體積的區(qū)域內(nèi)尋求檢測采用其中必須進行刺激的(x,y,z)類型空間座標(biāo)的形式的刺激區(qū)域。還重申的是，此區(qū)域與一個得分或若干得分的修改的值相關(guān)聯(lián)。

4.1序列(或迭代)計算

在此實施例中，依次對位置進行搜索。一般原理為在與對于空間座標(biāo)的每個得分相關(guān)聯(lián)的每個數(shù)據(jù)庫中進行依次搜索，所述空間座標(biāo)滿足在選擇器中為所述得分制定的希望。因此，所述方法由以下組成：

-對于當(dāng)前臨床得分(S1)，在對應(yīng)于此臨床得分(A_S1)的圖譜中搜索和在與此得分(S_S1)相關(guān)聯(lián)的選擇器中所選擇的值(V_S1)對應(yīng)的空間區(qū)域(Z_S1)。此空間區(qū)域(Z_S1)包括一個或多個空間座標(biāo)(通常若干個，采用空間座標(biāo)的群組的形式)。

-對于之后的臨床得分(S2)，將當(dāng)前臨床得分(S1)的空間區(qū)域(Z_S1)攜帶到圖譜中，所述圖譜對應(yīng)于此之后臨床得分(A_S2)，并且對于此空間區(qū)域(Z_S1)獲得與此之后臨床得分(S2)相關(guān)聯(lián)的值或值的范圍(V_S2^[ZS1])。

-隨后兩種模式是可能的：

-A.將與此下一個臨床得分(S2)相關(guān)聯(lián)的值(V_S2^[ZS1])與在與此得分(S_S2)相關(guān)聯(lián)的選擇器中的所選值(V_S2)進行比較。

-當(dāng)值V_S2^[ZS1]相對于所選值(V_S2)位于可接受性范圍內(nèi)時，繼續(xù)轉(zhuǎn)到下一個臨床得分(S3)的過程；

-當(dāng)值V_S2^[ZS1]不再位于關(guān)于所選值(V_S2)的可接受性的范圍內(nèi)時，中斷所述過程；

-B.在限定僅為不可能的用戶的可能選擇中，修改對于與此得分(S_S2)相關(guān)聯(lián)的選擇器可能的輸入值。隨后返回到每一用戶的(V_S2^[ZS1])的選擇，

遞歸在上文中描述的方法。繼續(xù)得分列表的每個連續(xù)得分。條件當(dāng)然地為必須可用于此得分的圖譜。在此實施例中，只要在初始得分中選擇的值與和另一個得分的區(qū)域“相容”的區(qū)域相關(guān)聯(lián)，過程繼續(xù)直至識別與此區(qū)域相關(guān)聯(lián)的所有得分。對于每個識別的空間區(qū)域?qū)嵤┰谏衔闹忻枋龅募夹g(shù)。例如，有可能考慮的第一得分使得有可能識別可能滿足用戶的請求的若干區(qū)域。在此情況下，對于這些區(qū)域中的每個實施所述方法。

4.2平行計算

在此實施例中，對平行位置進行搜索。一般原理為對于空間座標(biāo)在與每個得分相關(guān)聯(lián)的每個數(shù)據(jù)庫中進行平行搜索，對于此得分所述空間座標(biāo)滿足在選擇器中制定的希望。因此所述方法由多個以下步驟的實施方案組成：

-對于當(dāng)前臨床得分(SC)，在對應(yīng)于此臨床得分(A_SC)的圖譜中搜索和在與此得分(S_SC)相關(guān)聯(lián)的選擇器中的所選值(V_Sc)對應(yīng)的空間區(qū)域(Z_SC)?？臻g區(qū)域(Z_Sc)包括一個或多個空間座標(biāo)(通常采用空間座標(biāo)的群組的形式的若干座標(biāo))。

當(dāng)已經(jīng)進行所有搜索時，得到多個空間區(qū)域(Z_Sc^[1..n])，其中n表示得分的數(shù)量。下一個步驟在于相對于常見參考系進行這些空間區(qū)域(Z_Sc^[0..n])的相交。在最好的情況下，此相互作用的結(jié)果產(chǎn)生目標(biāo)空間區(qū)域(Z_ST)。構(gòu)成解剖目標(biāo)的此目標(biāo)空間區(qū)域(Z_ST)旨在得到預(yù)期的結(jié)果(通過在結(jié)果的選擇期間用戶用多個選擇器)。在最不利的情況下，無相交可識別：這意味著不存在對在選擇器中進行的選擇常見的常見空間區(qū)域。

在多個中間情況下，僅采用得分的某些值的形式的某些選擇具有大體上相同的空間區(qū)域。因此我們得到部分目標(biāo)空間區(qū)域(Z_STP)，其中僅考慮得分的子集。因此，部分目標(biāo)空間區(qū)域(Z_STP)的刺激可導(dǎo)致排除考慮的得分的子集的得分修改。

在這些情況(其為最大量)下，可進行“相反”計算以將新值分配到得分，其空間區(qū)域不形成部分目標(biāo)空間區(qū)域(Z_STP)的一部分。

4.3自動計算

以補充方式，在選擇得分的值的步驟之前，在選擇器中預(yù)安置得分的至少一些值的目標(biāo)下，設(shè)想自動計算。此基本的自動計算旨在搜索最大化得分的值的解決方案。此自動計算基于得分的有序列表進行。得分的此有序列表相對于彼此暗含地將重要性分配給得分。實際上，根據(jù)病變，某些臨床得分可比其它臨床得分更有代表性。這意味著這些得分可按重要性排序。例如，在帕金森氏病的情況下，與震顫有關(guān)的得分可被認(rèn)為是比體重增加的得分占優(yōu)勢。

因此，在此變型中，對用于最大化得分的解決方案的搜索的基本階段通過對于這些得分進行對應(yīng)于最大值(V_Si)的空間區(qū)域(Z_Si)的相交來實施，從病變的最高有效得分開始到病變的最低有效得分。

這些相交使獲得與使用的得分的值對應(yīng)的自動目標(biāo)空間區(qū)域(Z_STA)成為可能。

5實施設(shè)備

參考圖2，我們描述為了根據(jù)先前描述的方法得到大腦刺激的仿真實施的設(shè)備。例如，設(shè)備包括由緩沖存儲器構(gòu)成的存儲器21、處理單元22，其配備例如微處理器并且通過實施用于獲得的方法的計算機程序23驅(qū)動。

在初始化時，將計算機程序23的代碼指令例如加載到存儲器中，并且隨后通過處理單元22的處理器執(zhí)行。處理單元22輸入將分配到預(yù)定得分(S_X)的值(VS_X)和與這些得分有關(guān)的解剖臨床圖譜。微處理器或處理單元22實施根據(jù)計算機程序23的指令的方法的步驟以產(chǎn)生目標(biāo)空間區(qū)域(ZS_C)，其能夠產(chǎn)生表示至少一個所選值(VS_X)的給定結(jié)果。

為這個目的，除了緩沖存儲器21之外，設(shè)備包括通信裝置例如網(wǎng)絡(luò)通信模塊、用于傳輸數(shù)據(jù)的裝置并且若需要則包括加密處理器。

這些裝置采用在設(shè)備內(nèi)實施的具體處理器的形式，所述處理器為安全處理器。根據(jù)一個具體實施例，此設(shè)備實施負(fù)責(zé)計算的具體應(yīng)用。

這些裝置還采用用于在通信網(wǎng)絡(luò)、詢問裝置、用于更新數(shù)據(jù)庫的裝置等上交換數(shù)據(jù)的通信接口的形式。

更具體地說，此類設(shè)備包括：

-在至少兩個可用的值中選擇將分配到預(yù)定得分(S_X)的值(VS_X)的裝置；選擇的裝置可采用選擇器的形式，例如在桌面內(nèi)設(shè)置的硬件選擇器、接收選擇器(連續(xù)滑動選擇器、可旋轉(zhuǎn)的多位置選擇器、變換器)，否則采用可編程選擇模塊(其采用例如能夠借助于處理器在用于表示信息的裝置上與到顯示器的人/機接口通信的軟件和/或硬件模塊)，可借助于輸入設(shè)備操控的虛擬選擇器的形式。

-在屬于能夠提供接近于將分配到所述預(yù)定得分(S_X)的所述值(VS_X)的值的空間區(qū)域(ZS_X)的一組解剖臨床圖譜(AAC_[1..N])的解剖臨床圖譜(AAC_X)內(nèi)進行識別的裝置；提供一組空間區(qū)域(ZS_[1..L])。這些裝置可采用軟件和/或硬件模塊的形式，具體地說被產(chǎn)生以對于與借助于選擇裝置傳輸?shù)闹祵?yīng)的一個或多個區(qū)域，在給定圖譜內(nèi)進行搜索；

-用于根據(jù)所述一組空間區(qū)域(ZS_[1..L])計算，計算能夠產(chǎn)生表示至少一個所選值(VS_X)的給定結(jié)果的至少一個目標(biāo)空間區(qū)域(ZS_C)的裝置。此類裝置采用多維數(shù)據(jù)處理器的形式，例如設(shè)置有特定計算算法的圖形處理器類型的處理器。此類布局具有大大加速處理操作的優(yōu)點。另一種可能可以是使用具體地說進行此類型的計算的標(biāo)準(zhǔn)處理器或微處理器。