[发明专利]一种基于电磁导航定位的经颅磁刺激方法、系统及电子设备

说明书

本发明提供一种基于电磁导航定位的经颅磁刺激方法、系统及电子设备，包括：获取头颅的三维的头部模型，在头部模型上设定至少三个第一定位点，并在第一定位点对应的用户头部位置放置磁传感器；获取磁刺激线圈模型，在刺激线圈模型上设定至少三个第二定位点，并在第二定位点对应的真实刺激线圈位置放置磁传感器；磁场发生器产生空间磁场，基于多个磁传感器位置，计算出刺激线圈当前位置以及用户头部当前位置，将刺激线圈移动到刺激点，系统基于获取的触发信号启动经颅磁输出刺激脉冲，并同步关闭磁传感器，在当前刺激脉冲完成后开启磁传感器。本方案可以屏蔽经颅磁磁场对电磁导航定位系统的干扰，提高定位精度。

技术领域

本发明涉及经颅磁刺激技术领域，特别涉及一种基于电磁导航定位的经颅磁刺激方法、系统及电子设备。

背景技术

经颅磁刺激(Transcranial Magnetic Stimulation，下文简称TMS)技术是一种利用脉冲磁场作用于中枢神经系统(主要是大脑)，改变皮层神经细胞的膜电位，使之产生感应电流，影响脑内代谢和神经电活动，从而引起一系列生理生化反应的磁刺激技术。因其具有无痛、无损伤、无辐射德等优点，在认知神经科学、临床神经精神疾病及康复领域获得越来越多的认可，但刺激位置的准确性是TMS治疗是否有效的一个重要影响因素，人体头颅大小及形状个体差异很大，如何针对不同病症，引导TMS线圈到达特定的脑区进行精准刺激，成为业界难题。

目前已常用的TMS定位方法主要有以下几种：

10-20国际标准导联系统定位：此方法是国际脑电图学会规定的标准电极放置法。这些电极位置标志点能大致的反应颅脑对应关系，该方法简单方便，目前在临床上被广泛使用。但在使用该方法做TMS线圈定位时，往往需要借助确定鼻根点、枕骨隆突和双侧耳前等头部神经解剖学定位标志点，这种大致上确定的刺激点与实际有效部位的误差往往较大。

光学导航定位：此方法是基于红外双目测距原理，由红光学传感器(相机)，表面涂有感光材料的被动标记器，数据处理单元(软件)组成。此方法需事先采集被试头部MRI结构影像，经图像处理算法重建成3D头模。使用时，分别在被试头上和线圈上绑定追踪物，使用光学导航系统配置后对线圈和头颅进行实施跟踪，医生根据专业知识和经验指定刺激点，根据导航系统软件的引导，使线圈刺激焦点与指定刺激点重合，从而实现TMS定位。光学导航设备价格昂贵，使用过程也很繁杂，在临床上很难大量推广；另一方面，由于TMS线圈相对头颅体积很大，很容易造成遮挡，导致刺激线圈定位的误差较大，在科研领域也有很大的局限性。

故现在推出了电磁导航定位刺激线圈的方式，此方法是利用磁场发生器产生一个已知空间分布的磁场，然后根据微型传感器在磁场中测得的磁场数据，对场中物体实现定位，使用时和光学导航定位类似，将传感器嵌入(或绑定)在需追踪的器械上，即可实现对器械的追踪定位，同理在被试头部放置传感器后，可实现对被试头部的追踪定位。相对光学导航定位，电磁导航定位不存在遮挡问题，在没有电磁干扰及大体积的金属存在的环境中，定位精度能达到毫米甚至亚毫米级别。

但是在现有的电磁导航定位的方法中，刺激线圈一般使用铜质导线绕制而成，其在进行刺激输出时会产生高达1Tesla交变磁场，而已有电磁导航定位方案中，磁场发生器能产生的磁场一般在10Gs级别(1T＝10000Gs)，两者共同工作时会导致磁场紊乱，进而导致电磁导航定位发生紊乱而使得系统报错，不利于经颅磁刺激的长期稳定工作。

发明内容

为了克服目前现有的电磁导航方法中磁场紊乱导致定位不准，使得系统报错，不利于稳定刺激的问题，本发明提供基于电磁导航定位的经颅磁刺激方法、系统及电子设备。