[发明专利]一种基于声电脑成像的深部脑刺激无创监测系统

权利要求书

1.一种基于声电脑成像的深部脑刺激无创监测系统，其特征在于，所述系统包括：

多通道DBS模块，用于对刺激靶区施加电流脉冲；

聚焦超声相控阵模块，用于聚焦超声发射与高精度扫描对刺激靶区电信号的编码；

声电信号采集模块，用于对同步采集的头皮脑电进行高频带通滤波提取刺激靶区的声电信号；

DBS电流分布成像模块，用于绘制DBS刺激靶区的神经生理电流密度分布；

DBS电流特征重构模块，采用基于Hilbert变化的包络提取法对声电信号进行解码得到解码声电信号，以解码声电信号为对象从时、频、空域角度解析重构刺激靶区电流特征。

2.根据权利要求1所述的一种基于声电脑成像的深部脑刺激无创监测系统，其特征在于，所述多通道DBS模块由脉冲发生器与多个植入式刺激电极组成，用于对刺激靶区施加电流脉冲，采用可调电流源发射脉冲，通过设置波形、频率、幅值、相位、脉宽、序列，实现任意DBS电流输出；采用铂铱合金同轴双极电极作为植入式刺激电极。

3.根据权利要求1所述的一种基于声电脑成像的深部脑刺激无创监测系统，其特征在于，DBS电流分布成像模块，用于绘制DBS刺激靶区的神经电流密度分布具体为：

对采集到的原始数据进行降采样，选取脉冲重复频率作为Butterworth带通滤波器的中心频率进行带通滤波得到DBS声电信号；

提取三维立体超声扫描区域中各扫描位置的DBS声电信号，取其相同时长内的平均值作为各扫描位置的成像幅值，对成像幅值进行线性插值，经分贝计算后作为DBS声电脑成像结果；

利用x-y平面声电信号绘制垂直声束方向的C-mode声电脑成像图以表征水平面的DBS刺激靶区电流分布；利用x-z或y-z平面声电信号绘制平行于声束方向的B-mode声电脑成像图以表征不同深度界面的DBS刺激靶区电流分布；利用某一位置平行于声束方向的声电信号绘制M-mode声电脑成像图以表征该深度界面在不同时刻的DBS刺激电流变化；

采用声电信号峰值在二维成像空间中的横纵向半峰全宽定义成像分辨率；计算刺激区域声电幅值与背景区域的均方根得到空间信噪比；联合声电脑成像的时间变化与空间分布量化其时空关联度。

4.根据权利要求1所述的一种基于声电脑成像的深部脑刺激无创监测系统，其特征在于，所述DBS电流特征重构模块具体为：

对解码声电信号分析其时、频、空域特征，重构DBS电流场特性；时域：采用皮尔森相关分析对比解码声电信号与已知DBS刺激序列的时程变化；频域：采用快速傅里叶变换分析刺激靶区及其附近位置的解码声电信号频率特征，进而基于FFT计算DBS刺激频率与相邻频率的幅值之比得到刺激频率信噪比；空域：通过各扫描位置的时程相关系数评估解码声电信号的时-空分布特性，采用频率信噪比评估解码声电信号的频-空映射效果，分别表征不同扫描位置的时程相关与刺激频率信噪比的水平差异。