[发明专利]一种优化神经调控的方法和装置

说明书

本发明公开了一种优化脑疾病神经调控的方法，包括以下步骤：模拟神经调控、筛选神经调控靶点、参数定标和参数优化，通过所述方法可获得最优治疗靶点及其对应的最优调控参数设置。本发明不仅在判断神经调控中更为客观、高效，还可以运用到个体水平的疗效预测、神经调控靶点筛选、调控参数优化等具体方面，大大优化了针对治疗个体化神经和精神类疾病的神经调控方法。

技术领域

本发明涉及神经科学、医学影像与电磁学交叉领域，尤其涉及一种基于磁共振脑功能联接图谱解析脑网络效率转化，进而辅助优化脑疾病神经调控的方法和装置。

背景技术

现代神经调控技术(如深部脑刺激等)作为一种有效的外科治疗手段，具有微创、可逆、可调性的特点，与立体定向毁损手术相比，大大降低了手术的致残率，能够为脑疾病患者提供一种新的选择。但是，目前该类技术在临床中的应用仍然面临很大的挑战，治疗方案的制定，包括选择合适的作用靶点、制定正确的手术计划、确保精准的靶点定位及制定合理的调控参数等，都将影响治疗的效果。目前临床只能借助医生的外科手术经验来选择靶点、设置刺激参数，缺乏有力的客观依据支持。由于神经和精神类疾病病因复杂，加之患者存在个体差异，试图采用通用的治疗方案来对每个病患个体开展临床治疗，往往影响治疗效果，导致不可预知的副作用，甚至错过患者的最佳治疗时间。因此，需要一种客观、准确并且可量化的辅助手段来帮助医生筛选适合进行神经调控治疗的患者，并为其选择最优化的神经调控治疗方案。

结合先进的磁共振成像技术，可以构建由节点(不同的脑区)和边(各个脑区之间的关联)组成的全脑功能网络。基于图论理论，全脑功能图谱已经被广泛的应用于脑疾病的机理研究、疾病治疗的机制以及疗效预测等领域。大量研究表明，神经和精神类疾病可能是由于连接不同脑区的神经环路的功能障碍导致的，神经调控手段可以通过对脑网络中的神经环路进行调整，辐射并逆转整个脑网络的网络性质从而达到辅助治疗疾病的效果。

以往基于磁共振影像数据的分析都只是评估两组间在统计学意义上的显著性差异，但是，由于神经精神系统疾病的个体差异性大，而组平均效应使得现有方法无法满足临床中对个体患者疾病治疗的要求，实际可操作性差。因此，急需为脑疾病患者提供一种能够在个体水平进行评估的优化神经调控的方法，本发明解决了这一需要。

发明内容

本发明一方面提供了一种用于优化脑疾病神经调控的方法，所述方法包括以下步骤：

a)模拟神经调控；

b)筛选神经调控靶点；

c)参数定标和参数优化；

通过所述方法可获得受试者脑疾病的候选治疗靶点及其对应的候选调控参数。

其中，所述方法还包括以下步骤：

在步骤a)之前，采集磁共振数据，构建疾病组宏观全脑功能网络联接图谱；

在步骤b)之前，采集磁共振数据，构建健康对照组宏观全脑功能网络联接图谱。

在本发明的一些实施例中，所述受试者是个体水平或群体水平。

在本发明的一些实施例中，所述步骤a)神经调控模拟，包括以下步骤：

a1)基于磁共振数据构建的疾病组功能网络，进行线性缩放；

a2)使用网络反卷积得到与功能网络相对应的直接网络；

a3)基于设定的调控幅度在直接网络上进行神经调控；

a4)将神经调控后的直接网络使用网络卷积得到神经调控后的功能网络。

在本发明的一些具体实施例中，所述步骤a2)使用网络反卷积得到与功能网络相对应的直接网络，包括以下步骤：

a21)将功能网络进行奇异值分解；