[发明专利]一种针对任务态的经颅磁刺激建模仿真方法

摘要

本发明公开了一种针对任务态的经颅磁刺激建模仿真方法，通过静息态MRI T1图像构建颅脑组织结构，通过静息态下的MRI DTI图像和任务态下的fMRI BOLD图像构建颅内神经网络连接，然后根据神经网络连接建立各向异性电导率头模型，最后对任务态下的TMS颅内电流密度分布进行仿真。本发明根据血氧水平反映出的颅内神经电活动信息构建功能神经网络，采用功能网络与结构网络相结合用于描绘颅内神经网络连接，将比单独采用结构网络表现出更有效的神经网络连接，且与具体的任务态具有更好的对应性。任务态下的TMS建模仿真对于模拟TMS结合具体任务的刺激效果、优化TMS线圈及刺激参数具有重要意义。

主权项

1.一种针对任务态的经颅磁刺激建模仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、采集静息态MRI T1图像、静息态下的MRI DTI图像和任务态下的fMRI BOLD图像，并全部均匹配至标准模板，根据标准模板的空间坐标为静息态MRI T1图像、静息态下的MRIDTI图像和任务态下的fMRI BOLD图像建立统一的空间节点，节点数为N；/nS2、对静息态MRI T1图像进行图像矫正、组织分割和皮层重建，得到包含头皮、颅骨、脑脊液、脑灰质、脑白质的结构头模型，并保留空间节点信息；/nS3、对静息态下的MRIDTI图像进行弥散张量重建，获取颅内脑灰质和脑白质各节点的弥散张量特征值，记为λ_ij，i＝1,2,……,n，n为脑灰质和脑白质内的节点数，n<N，j＝1,2,3，λ_i1为最大弥散系数、λ_i2为中级弥散系数，λ_i3为最低弥散系数，λ_i1代表平行于纤维方向的弥散系数，λ_i2和λ_i3代表横向弥散系数，表征纤维束结构连接信息；/nS4、对任务态下的fMRI BOLD图像进行预处理，得到脑灰质和脑白质各个节点的时间序列数据，采用时间相关分析度量网络节点间的关系，通过阈值决定节点间是否存在连接边，获得各个节点的节点度，表示为K_i，i＝1,2,……,n，表征每个节点在功能网络中的重要性；/nS5、结合弥散张量特征和节点功能特征建立脑灰质和脑白质的功能性电导率张量；/nS6、结合结构头模型和功能性电导率张量建立包含功能网络连接信息的各向异性电导率头模型，对结构头模型进行电导率赋值，其中，对于脑灰质和脑白质，采用功能性电导率张量σ_ij对各个节点赋值，对于头皮、颅骨、脑脊液，采用各向同性电导率赋值，分别为和得到包含功能网络连接信息的各向异性电导率头模型；/nS7、对任务态下的TMS颅内电流密度分布进行仿真。/n