[发明专利]脑磁图源成像

说明书

优先权要求

本专利文献要求于2011年5月24日提交的题为“MAGNETOENCEPHALOGRAPHY SOURCE IMAGING（脑磁图源成像）”的第61/489,667号美国临时申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

关于联邦赞助的研究或开发的声明

本发明在由美国退伍军人事务部奖赏的NEUC-044-06S和NURC-022-10F的允许下通过政府支持来进行。政府对本发明具有一定权利。

技术领域

本专利文献涉及成像技术。

背景技术

轴突损伤是神经元损伤的主要因素，除了其他障碍外，神经元损伤诸如为轻度创伤性脑损伤（TBI）、早期多发性硬化症（MS）、早期阿兹海默症/痴呆症（AD）。此外，在这些神经元障碍以及诸如创伤后应激障碍（PTSD）的其他障碍中存在异常功能连接。神经成像工具已经用于诊断神经和精神障碍，例如，包括TBI、PTSD、AD、孤独症、MS、和精神分裂症。例如，现有神经成像技术可包括X辐射（X射线）、X射线计算机断层扫描（CT）、磁共振成像（MRI）、和扩散性张量成像（DTI）。这些技术中的许多技术主要集中在检测血液制品、钙化、和水肿，而对脑中的轴突损伤和异常功能连接较不敏感。例如，X射线、CT和MRI对这些神经和精神障碍的确诊率会较差。例如，低于10％的轻度TBI患者在X射线、CT和MRI中显示出阳性结果。虽然一些技术（诸如扩散性张量成像（DTI））已经在检测神经元损伤中显示出优于X射线、CT和MRI的灵敏度（例如，已经显示DTI对轻度TBI产生～20-30%的阳性发现率），但是使用这些神经成像技术还是无法确诊绝大多数的神经元损伤。

发明内容

所公开的技术包括用于解决反问题的技术、设备和系统，包括通过采用使用最小L1范数解的频域基于矢量的时空分析（VESTAL）进行的信号源成像。

在所公开的技术的一个方面中，用于脑磁图源成像的方法包括从频域中的一连串信号数据中选择与一个或多个频带相关联的信号数据，其中该信号数据表示由对象的脑发出的且由脑的外部的多个传感器检测到的磁信号；限定脑内产生磁信号的源的位置，其中源的位置的数量被选择为大于传感器的数量；以及在一个或多个频率处，基于与所述位置中的各个位置对应的被选择的信号数据产生信号功率的源值。

在另一方面，用于脑磁图源成像的方法包括基于时域中的MEG信号数据确定协方差矩阵，其中MEG信号数据表示由对象的脑发出的且由脑外部的多个传感器检测到的磁信号；限定脑内产生磁信号的源位置，其中源的位置的数量被选择为大于传感器的数量；以及通过拟合协方差矩阵为这些位置中的每个位置产生信号功率的源值。

在另一方面，脑磁图源成像系统包括MEG数据采集系统和数据处理单元，其中MEG数据采集系统适于获得由对象的脑发出的并且被脑的外部的多个传感器检测到的磁信号数据，数据处理单元从MEG数据采集系统接收磁信号数据，其中数据处理单元包括以下机构，即，将所获得的磁信号数据从时域格式转换为频域内的一连串磁信号数据的机构；从频域中的一连串磁信号数据中选择与一个或多个频带相关联的信号数据的机构，其中该频带包括一个或多个频率；以及基于与脑内产生的磁信号的源的位置相对应的被选择的信号数据产生信号功率的源值的机构，其中源值是针对一个或多个频率而产生的。

在另一方面，用于源成像的方法包括从频域内的一连串磁信号数据中选择与一个或多个频带相关联的信号数据，该信号数据通过位于结构周围的多个传感器检测，并且频带包括一个或多个频率；在结构内限定源的位置，其中，源的位置的数量被选择为大于传感器的数量；以及对于一个或多个频率，基于与位置中的各个位置对应的所选择的信号数据，生成信号功率的源值。