CN112274779B - 基于功能性近红外导向的经颅磁刺激系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于功能性近红外导向的经颅磁刺激系统及方法,可通过近红外参数实时在线调整刺激参数、反馈刺激效果,对提升经颅磁刺激的有效性及制定病患个性化的刺激方案具有重大作用。该系统包括:功能性近红外‑经颅磁刺激耦合模块,用于同步采集经颅磁刺激对受试者脑区产生激活或抑制的前、中、后期的实时脑血氧信号;近红外检测模块,用于根据所采集的脑血氧信号判定和校准靶点位置,检测磁刺激对靶向脑区的激活或抑制程度,并且实时在线调整磁刺激参数;脑功能分析模块,用于通过分析所采集的脑血氧信号,检测多频段下的经颅磁刺激对脑功能的影响及变化,评价并反馈磁刺激效果。
Description
技术领域
本发明涉及导向性的磁刺激系统和方法,特别是涉及通过功能性近红外光谱对经颅磁刺激效果进行实时导向的系统及方法。
背景技术
功能性近红外光谱(fNIRS)技术是一项成熟的无损检测技术,可对组织血氧进行非侵入的检测,是从大脑皮层获取脑氧信号的一种常用的、有效的方法;近红外光谱设备经光源不断发出700-900nm的近红外光线进入人体组织,并通过探测器检测被氧合血红蛋白(HbO2)和还原血红蛋白(HHb)吸收的近红外光谱,以此持续监测大脑活动。通过分析脑组织血氧浓度的改变情况,可得到具有多种不同生理来源的脑神经活动变化。此外,fNIRS还具有非侵入性、不受电磁干扰、适中的时空分辨率等优势,因此在监测或评价经颅刺激对脑功能影响状况中具有独特的优势。
经颅磁刺激(TMS)是利用时变磁场作用于大脑皮层产生感应电流改变皮层神经细胞的动作电位,从而影响脑内代谢和神经电活动的生物刺激技术。人体各种组织的电导率差别较大,肌肉、骨骼的电导率很小,几乎不产生电流;而神经组织的导电率很大,因此在进行磁刺激时神经组织中电流密度很大。静态细胞的跨膜电位差是-70mV,当TMS产生的感应电流超过神经组织兴奋阈值时,则会引起神经细胞去极化并产生诱发电位,从而产生生理效应。其最终效应既可以引起暂时的大脑功能兴奋或抑制,也可引起长时程的皮质可塑性调节。
TMS系统按刺激脉冲的不同,可分为单脉冲TMS(sTMS)、双脉冲TMS(pTMS)以及重复性TMS(rTMS)3种刺激模式。sTMS每个刺激周期只能发出一个刺激脉冲,常用于神经通路的诊断;pTMS每个刺激周期能连续发出两个脉冲,适合于皮层兴奋性的研究;而rTMS可以在每个刺激周期内发出连续脉冲,现多应用于脑神经损伤或精神疾病方面的康复,由于其同时兼备安全、无创、无副作用等优点,受到了人们越来越多的重视。目前,针对rTMS已开展了对中枢神经传导、疲劳恢复、神经疾病及脑功能等各个方面的研究,并获得了较好结果。随着后续研究的不断深入,rTMS的应用领域也将愈加广泛。
虽然rTMS在帕金森病、癫痫及相关运动障碍、抑郁症及情绪障碍、脑卒中、精神分裂症以及慢性疼痛等神经或精神性疾病中取得了良好的康复效果,但是在其使用过程中仍存在许多问题。首先,就rTMS本身而言,因涉及的参数繁多,包括刺激频率、强度、脉冲数、刺激时间、刺激部位、刺激次数等,目前尚缺乏合理的处方及统一的标准;其次,对rTMS刺激效果的评估主要依据粗泛的量表,缺乏客观、精准、灵敏的方法,导致结果不准确。第三,随着患者病程的进展,应采取个性化的刺激方案,而非按照疾病种类进行“一刀切”的统一刺激模式,如何选择rTMS最优模式的刺激方案仍尚存争议。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供了一种基于功能性近红外导向的经颅磁刺激系统及方法,可在经颅磁刺激操作过程中实时对刺激靶点校正、对靶区激活/抑制效果进行检测,在线调整刺激参数,以达到最优刺激模式。通过小波幅值和偏侧化指数对刺激结果进行多维度的评价与反馈,进一步优化刺激方案。这种功能性近红外光谱导向的经颅磁刺激系统及方法极大提升了经颅磁刺激的有效性,对制定病患个性化的刺激方案具有重大作用。
本发明的一个方面提供了一种基于功能性近红外导向的经颅磁刺激系统,其特征在于,包括:
功能性近红外-经颅磁刺激耦合模块,用于同步采集经颅磁刺激对受试者脑区产生激活或抑制的前、中、后期的实时脑血氧信号;
近红外检测模块,用于根据所采集的脑血氧信号判定和校准靶点位置,检测磁刺激对靶向脑区的激活或抑制程度,并且实时在线调整磁刺激参数;
脑功能分析模块,用于通过分析所采集的脑血氧信号,检测多频段下的经颅磁刺激对脑功能的影响及变化,评价并反馈磁刺激效果。
在一个有利方式中,所述功能性近红外-经颅磁刺激耦合模块包括功能性近红外光谱模块,用于脑血氧信号的同步采集,脑血氧信号的同步采集包括对靶向脑区及对侧半球的相同区域进行同步采集。
在一个有利方式中,所述功能性近红外-经颅磁刺激耦合模块包括经颅磁刺激模块,所述经颅磁刺激模块包括8字形线圈,线圈的内圈能够容纳所述功能性近红外光谱模块所包括的近红外光源、探头,以及小间距接收探头,并且至少有一个功能性近红外通道位于靶点上方。
在一个有利方式中,所述近红外检测模块具有可视化系统,能够判定靶点是否需要被调整,并且该可视化系统能够在刺激状态下,实时显示脑区的激活程度。
在一个有利方式中,所述脑功能分析模块包括脑区激活模块和大脑半球偏侧性模块,所述脑区激活模块用于对所采集的脑血氧信号进行连续小波变换得出小波幅值系数,所述大脑半球偏侧性模块用于根据小波幅值系数计算出侧偏化指数,从而评价并反馈受试者的动态脑功能。
本发明的另一方面提供了一种使用以上方面所述的基于功能性近红外导向的经颅磁刺激系统进行测试的方法,包括以下步骤:
根据经颅磁刺激靶向脑区布置近红外光源、探头通道模板;
根据受试者运动阈值选择适当的经颅磁刺激强度,同时对靶点进行刺激进行经颅磁刺激及进行近红外血氧信号的采集;
通过近红外检测模块中的可视化脑区激活图校准靶点位置并实时调整刺激参数;
对采集到的近红外血氧信号进行数据预处理;
对预处理后的数据进行连续小波变换,通过脑功能分析模块计算小波幅值和偏侧化指数;
根据脑区激活及偏侧化评价脑功能变化,反馈经颅磁刺激效果,进一步制定个性化刺激方案。
根据一个有利实施例,当预信号输入至近红外检测模块后,通过近红外检测模块中的可视化系统来判定靶点是否需要被调整,若进行磁刺激时反应点偏离靶点,则需对刺激靶点进行校正;当靶点校正完毕后,通过可视化系统继续检测磁刺激是否对靶点的血氧信号产生了有效的激活/抑制作用。
根据一个有利实施例,数据预处理使用采用移动标准偏差、样条插值方法、独立成分分析方法有效去除物理噪声和运动伪影,并使用小间距探头去除头皮血氧信号。
根据一个有利实施例,连续小波变换使用复数域的Molet小波作为母小波,对预处理后的各个通道的信号进行连续小波变换,用于获得脑血氧信号时间序列在频域上的主要组成成分。
根据一个有利实施例,将小波变换后的结果在时域内进行平均,能够得到每个氧合血红细胞信号在每一个时刻和频率下的小波幅值,由此能够在多频段下评价经颅磁刺激对大脑皮层激活及大脑偏侧性的影响。
本发明实现了功能性近红外设备与经颅磁刺激设备的耦合。当进行经颅磁刺激时,可同步使用功能性近红外设备对刺激靶区及非刺激区域进行实时的脑血氧检测。对采集完毕的信号进行脑功能分析后,可得出小波幅值系数、侧偏化指数,从而指导经颅磁刺激并评估受试者的动态脑功能。
功能性近红外光谱仪能够非常有效地检测脑组织微循环中HbO2和HHb浓度水平的变化,并具有良好的时间及空间分辨率。功能性近红外通道模板采用国际脑电图10-10系统定位,标准探头距光源间距为30mm,小间距探头距光源10mm,近红外探头布置点随刺激靶脑区的不同而自定义。经颅磁刺激设备使用一个厚度30mm,外圈直径80mm,内圈直径50mm的8字形刺激线圈,使线圈的内圈能够容纳多条由近红外光源、探头,以及小间距接收探头组成的测量通道,且至少有1个近红外通道位于刺激靶点之上。
在同步检测进行前,首先使用经颅磁刺激设备中运动诱发电位监测模块获得受试者的静息运动阈值。当依照刺激靶向脑区制定完近红外通道模板后,采用80%–120%运动阈值的刺激强度对靶点进行刺激。同步检测时确保环境安静、无噪声干扰,受试者需带好耳塞,头部覆盖黑色遮光布,并避免磁刺激线圈与近红外探头物理接触。
功能性近红外光谱导向的经颅磁刺激系统中的近红外检测模块可在刺激过程中呈现实时的可视化脑区激活图,用于判定、校准靶点位置,同时可检测既定磁刺激方案对靶向脑区激活或抑制的影响程度。当该刺激方案没有达到理想效果时,系统将自动依照大脑激活情况调整磁刺激频率、强度、时间等参数,进一步激活/抑制受试者的患/健侧脑区,以实现最优刺激。
当脑血氧信号采集完毕后,利用巴特沃斯带通滤波器来获得0.005–2Hz的过滤信号。采用移动标准偏差、样条插值方法、独立成分分析去除噪声和运动伪影,从而提高信噪比。并使用小间距法去除头皮血氧信号。
小波变换可将信号从时域转换到频域,从而获得时间序列在频域上的主要组成成分。人体内自发的血氧波动信号在不同的频率段有着不同的生理来源,分别为:第I段心率活动(0.6–2.0Hz);第II段呼吸活动(0.145–0.6Hz);第III段肌源性活动(0.052–0.145Hz);第IV段神经性活动(0.021–0.052Hz);第V段与一氧化氮有关的内皮细胞代谢活动(0.0095–0.021Hz);第VI段与一氧化氮无关的内皮细胞代谢活动(0.005–0.0095Hz)。由此可以在多频段中,进行经颅磁刺激对大脑激活、偏侧化影响的评价。
使用Morlet小波作为母小波对预处理后的信号进行连续的小波变换,将小波变换后的结果在时域内进行平均,可以得到每个氧合血红细胞信号在每一个时刻和频率下的小波幅值。小波幅值反映了原始信号在某一频率上的波动情况,其表征为大脑皮层的活动强度或激活程度。由此可评价经颅磁刺激对大脑皮层激活的影响。
依照大脑半球脑功能非对称假说,人类左、右半球在结构和功能上存在非对称性,即偏侧化。当脑部受损后,一侧脑区会呈现过度激活或抑制状态,使大脑偏侧化发生改变。大脑偏侧化必须维持在一定的范围内,否则难以保持正常的脑功能活动。偏侧化可由健/患侧脑区的小波幅值获得,偏侧化指数的变化是判断磁刺激作用效果的关键指标。
通过对脑区激活、偏侧化等脑功能参数的计算,可指导经颅磁刺激方案,评价现行经颅磁刺激方案对受试者脑功能的影响,并反馈磁刺激效果。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1)通过功能性近红外对经颅磁刺激进行导向,有助于完善或进一步研究针对不同神经性疾病的更加合理、统一的刺激标准。
2)实时的可视化大脑激活图可在刺激过程中监测、校正刺激位置,并实时在线调整刺激参数,有效的提高了刺激效率。
3)本发明为评估经颅磁刺激的刺激效果提供了多种客观、精准、灵敏的评价标准。
4)根据刺激的评价结果对既定经颅磁刺激方案进行反馈,可有效针对不同患者制定个性化的刺激方案,实现最优刺激模式。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
图1为根据本发明的经颅磁刺激过程中动态脑功能监测的流程图;
图2为基于功能性近红外导向的经颅磁刺激系统中的经颅磁刺激刺激靶点及光源-探头布置示意图;
图3为近红外检测模块流程图;
图4为可视化系统中脑区实时激活或抑制状况示意图;
图5为信号预处理前后示意图;
图6为脑区激活程度及偏侧化程度示意图。
具体实施方式
为使功能性近红外光谱导向的经颅磁刺激系统及方法的技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细的描述。本领域技术人员应当理解,以下描述的实施例仅是对本发明的示例性说明,而非用于对其做出任何限制。
图1示出了根据本发明的基于功能性近红外导向的经颅磁刺激系统在经颅磁刺激过程中动态脑功能监测的流程图。
该基于功能性近红外导向的经颅磁刺激系统所包括功能性近红外-经颅磁刺激耦合模块,用于同步采集受试者在经颅磁刺激时的脑氧含量,即,用于同步采集经颅磁刺激对受试者脑区产生激活或抑制的前、中、后期的实时脑血氧信号。
该功能性近红外-经颅磁刺激耦合模块包括功能性近红外光谱模块和经颅磁刺激模块。功能性近红外光谱模块用于脑血氧信号的同步采集,脑血氧信号的同步采集包括对靶向脑区及对侧半球的相同区域进行同步采集。所述经颅磁刺激模块包括8字形线圈,线圈的内圈能够容纳所述功能性近红外光谱模块所包括的近红外光源、探头,以及小间距接收探头,并且至少有一个功能性近红外通道位于靶点上方。
将所采集的信号输入至近红外检测模块,近红外检测模块用于根据所采集的脑血氧信号判定和校准靶点位置,检测磁刺激对靶向脑区的激活或抑制程度,并且实时在线调整磁刺激参数。
将所采集的信号还输入到脑功能分析模块中,用于通过分析所采集的脑血氧信号,检测多频段下的经颅磁刺激对脑功能的影响及变化,评价并反馈磁刺激效果。
该脑功能分析模块包括脑区激活模块和大脑半球偏侧性模块,脑区激活模块用于对这些信号进行连续小波变换得出小波幅值系数,大脑半球偏侧性模块用于根据小波幅值系数得出侧偏化指数,从而评价并反馈受试者的动态脑功能,以进而指导进一步的个性化经颅磁刺激。
图2为基于功能性近红外导向的经颅磁刺激系统中的经颅磁刺激刺激靶点及光源-探头布置示意图。本实施例中使用功能近红外光谱仪采集受试者的靶向脑区及其它相关区域的脑血氧信号。在近红外检测模块中,通过国际脑电图10-10定位系统设定探头及光源模板,标准探头距光源间距为30mm,小间距探头距光源10mm,光源及探头布置点随刺激靶脑区的不同而自定义。经颅磁刺激设备使用一个厚度为30mm,外圈直径为80mm,内圈直径为50mm的图3所示的8字形刺激线圈对M1区进行10Hz的高频刺激。该8字形线圈的内圈能够容纳多条由近红外光源、探头,以及小间距接收探头组成的测量通道,且至少有1条近红外通道位于刺激靶点之上,如图2中的D6和S15所示,以此对靶点位置进行定位。该通道在可视化系统中能实时显示靶点中的血氧信号。
图3为近红外检测模块流程图。首先利用近红外检测模块调整刺激靶点及刺激参数。当预信号输入至近红外检测模块后,通过模块中的可视化系统可判定靶点是否需要被调整,若进行磁刺激时反应点偏离靶点,则需对刺激靶点进行校正;当靶点校正完毕后,通过可视化系统继续检测磁刺激是否对靶点的血氧信号产生了有效的激活/抑制作用,即:当采用高频刺激时,靶点位置趋于红色;当采用低频刺激时,靶点位置趋于蓝色。若未产生有效影响,则实时调整磁刺激参数,如刺激强度、频率、时间等。若已达到预期效果,则开始进一步的同步检测。
本实施例在获得受试者的静息运动阈值后,采用了80%运动阈值的刺激强度对靶点进行刺激。同步检测时长为10min,开始时确保环境安静、无噪声干扰,受试者需带好耳塞,头部覆盖黑色遮光布,并避免磁刺激线圈与近红外探头物理接触。刺激过程中,也可通过近红外检测模块中的可视化系统实时查看磁刺激对靶向脑区中HbO2浓度的变化影响,即:该可视化系统能够在刺激状态下,实时显示脑区的激活程度。
图4为可视化系统中脑区实时激活或抑制状况示意图。在可视化系统中,检测脑血氧信号的每个通道与大脑模型中的同一位置相对应。该模块可实时显示毫秒单位时间内每个通道中的HbO2浓度,并将其以色域的形式表现出来。该系统以静息态HbO2浓度为基准,当某一通道中HbO2浓度上升时模块中对应区域颜色变红(图4中的左侧脑半区所示,右侧图例中刻度值越大,表示颜色越红),当通道中HbO2浓度下降时,对应区域颜色变蓝(如图4的右半脑区所示,右侧图例中刻度值越小,表示颜色越蓝)。
功能性近红外成像在实现非侵入性地测量人脑中的血液动力学变化的同时非常敏感,外部环境的干扰以及受试者头部、躯干的移动很可能会导致运动伪影的出现,严重影响所测信号的质量以及相对应的分析结果。如经颅磁刺激进行激励时设备产生的噪声以及面部轻微抽搐会导致信号出现高频尖峰或基线移位。由此,当脑血氧信号采集完毕后,采用巴特沃斯带通滤波器来获得0.005–2Hz的过滤信号,并且采用移动标准偏差、样条插值方法、独立成分分析等方法进行了数据预处理,有效去除了噪声和运动伪影,从而提高信噪比,如图5所示,图5为信号预处理前后示意图。另外,还使用了小间距法去除了头皮血氧信号。
脑功能分析模块包括脑区激活模块和大脑半球偏侧性模块。脑区激活模块用于对所采集的脑血氧信号进行连续小波变换得出小波幅值系数,大脑半球偏侧性模块用于根据小波幅值系数计算出侧偏化指数,从而评价并反馈受试者的动态脑功能。
现在描述使用本发明的基于功能性近红外导向的经颅磁刺激系统进行测试的方法,该方法包括以下步骤:
1)根据经颅磁刺激靶向脑区布置近红外光源、探头通道模板;
2)根据受试者运动阈值选择适当的经颅磁刺激强度,同时对靶点进行刺激进行经颅磁刺激及进行近红外血氧信号的采集;
3)通过近红外检测模块中的可视化脑区激活图校准靶点位置并实时调整刺激参数;
4)对采集到的近红外血氧信号进行数据预处理;
5)对预处理后的数据进行连续小波变换,通过脑功能分析模块计算小波幅值和偏侧化指数;
6)根据脑区激活及偏侧化评价脑功能变化,反馈经颅磁刺激效果,进一步制定个性化刺激方案。
小波变换是一种将信号从时域转换到频域,从而获得时间序列在频域上的主要组成成分的变换方法,并利用可调整带通滤波器来调节适当的时间与频率分辨率。将小波尺度进行缩放可以获得频率的频谱信息,将其在时间上平移便可得到所需频率成分的时间信息。人体内自发的血氧波动信号在不同的频率段有着不同的生理来源,分别为:第I段心率活动(0.6–2.0Hz);第II段呼吸活动(0.145–0.6Hz);第III段肌源性活动(0.052–0.145Hz);第IV段神经性活动(0.021–0.052Hz);第V段与一氧化氮有关的内皮细胞代谢活动(0.0095–0.021Hz);第VI段与一氧化氮无关的内皮细胞代谢活动(0.005–0.0095Hz)。
连续小波变换使用Morlet小波作为母小波,对预处理后的各个通道的信号进行连续的小波变换,用于获得脑血氧信号时间序列在频域上的主要组成成分。将小波变换后的结果在时域内进行平均,可以得到每个氧合血红细胞信号在每一个时刻和频率下的小波幅值,由此能够评价经颅磁刺激对大脑皮层激活的影响,即:小波幅值反映了原始信号在某一频率上的波动情况,其表征为大脑皮层的活动强度或激活程度。
通过小波幅值,可以获得某一频率下的大脑偏侧化指数,由此评价经颅磁刺激对大脑偏侧性的影响。
具体地,偏侧化(LI)由给定的患侧半球小波幅值WAC与对健侧半球小波幅值WAI的值进行计算,定义为:
LI=(∑WAC-∑WAI)/(∑WAC+∑WAI) (1)
由此可评价经颅磁刺激对大脑激活和偏侧性的影响。
图6为脑区激活程度及偏侧化程度示意图,静息状态下健侧M1区的小波幅值高于患侧,呈明显的健侧偏侧(LI=0.47);当对健侧M1区进行低频磁刺激时,低频刺激有效降低了健侧脑区激活程度,降低了双侧脑区的偏侧值(LI=0.12),进而有效的实现了健/患侧脑区的激活平衡。
由此,可通过脑区激活、偏侧性评价现行经颅磁刺激方案对受试者脑功能的动态影响,并反馈磁刺激效果,进一步制定个性化经颅磁刺激方案。
最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本发明的具体实施方式,用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,本发明的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换,而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种基于功能性近红外导向的经颅磁刺激系统,其特征在于,包括:
功能性近红外-经颅磁刺激耦合模块,用于同步采集经颅磁刺激对受试者脑区产生激活或抑制的前、中、后期的实时脑血氧信号;
近红外检测模块,用于根据所采集的脑血氧信号判定和校准靶点位置,检测磁刺激对靶向脑区的激活或抑制程度,并且实时在线调整磁刺激参数;
脑功能分析模块,用于通过分析所采集的脑血氧信号,检测多频段下的经颅磁刺激对脑功能的影响及变化,评价并反馈磁刺激对受试者的动态脑功能的影响效果,
所述近红外检测模块具有可视化系统,若进行磁刺激时反应点偏离靶点,则需对刺激靶点进行校正,从而能够判定靶点是否需要被调整,并且当靶点校正完毕后,该可视化系统能够在刺激状态下,呈现实时的可视化脑区激活图,同时实时显示脑区的激活程度。
2.根据权利要求1所述的基于功能性近红外导向的经颅磁刺激系统,其特征在于,所述功能性近红外-经颅磁刺激耦合模块包括功能性近红外模块与经颅磁刺激模块,所述经颅磁刺激模块包括8字形线圈,线圈的内圈能够容纳所述功能性近红外光谱模块所包括的近红外光源、探头,以及小间距接收探头,并且至少有一个功能性近红外通道位于靶点上方。
3.根据权利要求1所述的基于功能性近红外导向的经颅磁刺激系统,其特征在于,所述功能性近红外光谱模块用于脑血氧信号的同步采集,脑血氧信号的同步采集包括对靶向脑区及对侧半球的相同区域进行同步采集。
4.根据权利要求1所述的基于功能性近红外导向的经颅磁刺激系统,其特征在于,所述脑功能分析模块包括脑区激活模块和大脑半球偏侧性模块,所述脑区激活模块用于对所采集的脑血氧信号进行连续小波变换得出多频段的小波幅值系数,所述大脑半球偏侧性模块用于根据小波幅值系数计算出多频段的侧偏化指数,从而评价并反馈受试者的动态脑功能。
5.一种使用根据权利要求1至4中任一项所述的基于功能性近红外导向的经颅磁刺激系统的方法,包括以下步骤:
将经颅磁刺激时同步采集到的近红外血氧信号输入至近红外检测模块,通过近红外检测模块中的可视化系统来判定靶点是否需要被调整,若进行磁刺激时反应点偏离靶点,则需对刺激靶点进行校正;当靶点校正完毕后,通过可视化系统继续检测磁刺激是否对靶点的血氧信号产生了有效的激活/抑制作用,
将经颅磁刺激时同步采集到的近红外血氧信号同时输入脑功能分析模块,对信号进行数据预处理;
对预处理后的数据进行连续小波变换,通过脑功能分析模块计算小波幅值和偏侧化指数;
根据脑区激活及偏侧化评价脑功能变化,反馈经颅磁刺激效果,进一步制定个性化刺激方案。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,数据预处理使用采用移动标准偏差、样条插值方法、独立成分分析方法有效去除物理噪声和运动伪影,并使用小间距探头去除头皮血氧信号。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,连续小波变换使用复数域的Molet小波作为母小波,对预处理后的各个通道的信号进行连续小波变换,用于获得脑血氧信号时间序列在频域上的主要组成成分。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,将小波变换后的结果在时域内进行平均,能够得到每个氧合血红细胞信号在每一个时刻和频率下的小波幅值,由此能够在多频段下评价经颅磁刺激对大脑皮层激活及大脑偏侧性的影响。
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