[发明专利]一种正中神经电刺激下基于皮层脑电的脑功能定位方法

说明书

本发明公开了一种正中神经电刺激下基于皮层脑电的脑功能定位方法，涉及神经工程技术领域，包括步骤：给予正中神经电刺激，并同步采集皮层脑电数据；对采集得到的皮层脑电数据进行预处理；分析正中神经电刺激的体感诱发电位，从而定位中央沟；分析正中神经电刺激的长延时高频伽马神经响应，从而定位功能区；综合分析中央沟及功能区定位结果，从而区分及定位感觉功能区和运动功能区。本发明的正中神经电刺激下基于皮层脑电的脑功能定位方法，通过自动判断正中神经电刺激体感诱发电位相位，从而快速判断出中央沟、初级感觉皮层及初级运动皮层位置；然后通过正中神经电刺激长延时伽马响应，从而稳定可靠地定位感觉功能区和运动功能区。

技术领域

本发明涉及神经工程技术领域，尤其涉及一种正中神经电刺激下基于皮层脑电的脑功能定位方法。

背景技术

在神经外科手术中，如何准确、安全、快速地确认病灶周边的重要功能区，一直是外科医生需要面临的重要问题。当大脑的重要功能区与病灶邻近或重合时，误切或者过切都将引起功能损伤。功能磁共振影像和经颅磁刺激等无创技术能够在术前对功能区进行较好的评估，但还无法准确定位功能区。目前术中大脑皮层功能定位的金标准是皮层电刺激，但该方法存在诱发癫痫的风险，且是一种抑制正常生理功能反应的方法，在临床定位中容易出现假阳性。皮层脑电由于具有极高的时空分辨率及信噪比而受到广泛关注。

在手腕部施加正中神经电刺激，能够诱发大脑皮质的体感诱发电位，临床中，通过观察体感诱发电位在大脑皮质发生的相位翻转现象并结合皮质的沟回分布，可以判断出中央沟、初级感觉皮层及初级运动皮层的位置。随着皮层脑电电极通道数量的增加，通过临床医生肉眼判断诱发电位相位并确定中央沟位置将给医生带来很大负担。

研究表明，大脑皮层功能激活与高频伽马神经活动有很强的相关性，皮层脑电的伽马响应被证实为一种有效的功能定位特征信号。目前已有大量研究人员关注正中神经电刺激的伽马响应，大部分文献都关注其短延时伽马响应(刺激后的0～50毫秒称为短延时期)，但是由于短延时期的信号包含大量诱发电位及刺激伪迹信息，从而无法通过短延时伽马响应实现稳定可靠的功能区定位。

比如，公告号为CN103932701B的中国发明专利公开了一种基于皮层脑电高频Gamma神经振动的个体化脑功能映射方法，公布号为CN107468242A的中国发明专利公开了一种新型基于皮层脑电的功能定位系统。该发明强调通过分析伽马响应的事件相关同步化强度或者相关性实现功能区定位，但是并没有区分短延时伽马响应及长延时伽马响应。公布号为US2019053734的美国专利发明“rapid mapping of language function and motorfunction without subject participation”，该发明强调通过听觉刺激，并分析皮层脑电响应实现语言功能区定位。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种正中神经电刺激下基于皮层脑电的脑功能定位方法，专门针对正中神经电刺激而设计，关注手部感觉运动功能区定位。首先，设计了一种定量判别正中神经电刺激体感诱发电位相位的方法，从而不依赖于医生肉眼判别而自动判断出中央沟、初级感觉皮层及初级运动皮层位置；然后，通过正中神经电刺激特有的伽马响应特性将其分为短延时伽马响应及长延时伽马响应，只有通过长延时伽马响应才能稳定可靠的定位功能区。所述方法能够对大脑功能区精细快速可靠定位，尤其适用于对手术时间需严格限制的开颅术中功能区定位。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何稳定可靠地定位出感觉运动功能区。

为实现上述目的，本发明提供了一种正中神经电刺激下基于皮层脑电的脑功能定位方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1、给予正中神经电刺激，并同步采集皮层脑电数据；

步骤2、对采集得到的皮层脑电数据进行预处理；

步骤3、分析正中神经电刺激的体感诱发电位，从而定位中央沟；