CN114053586A - 利用经颅脑图谱制成的经颅磁等非侵入性治疗的定位帽 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及经颅磁刺激技术领域,具体公开一种利用经颅脑图谱制成的经颅磁等非侵入性治疗的定位帽,包括帽体,所述帽体与人脑外形适配,所述帽体上设置有戴帽定位的耳孔;所述帽体上对应标注有通过经颅脑图谱在大脑头皮上构建投射的Brodmann脑区。本发明利用经颅脑图谱标记大脑结构对应的头皮颅骨区域,便于操作人员快速查找治疗区域,准确定位,省时省力,提高了医务人员的工作效率,同时也提高了经颅磁刺激的治疗效果。
Description
技术领域
本发明涉及经颅磁刺激技术领域,具体涉及利用经颅脑图谱制成的经颅磁等非侵入性治疗的定位帽。
背景技术
目前抑郁症常用的治疗方法,除了常用的药物治疗、心理治疗以外,还包括重复经颅磁刺激治疗(repetitive transcranial magnetic stimulation,rTMS)、电休克治疗(electroconvulsive therapy,ECT)、经颅直流电刺激(transcranial direct currentstimulation,tDCS))等物理治疗。TMS、tDCS因其使用方便,副作用少且无需麻醉,经济实惠等突出优点受到广泛关注。
经颅磁刺激技术(transcranial magnetic stimulation,TMS)是近年兴起的一种无创性刺激大脑皮层的新技术。TMS的原理为电流通过磁线圈产生一个短暂的高强度磁场而产生磁刺激。该时变磁场可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。经颅直流电刺激技术(transcranial directcurrent stimulation,tDCS)是一种无创、操作简便、安全副作用较少的,利用恒定、低强度直流电(1-2mA)调节大脑皮层神经元活动的技术。tDCS的工作原理是使用正负两个电极将微弱的电流作用于头皮,经由导电介质和头皮的接触由电极向特定的大脑区域注入适量电流,电流作用于大脑皮层内的皮质神经元,从而达到改善前额叶皮层脑功能的目的。
背外侧前额叶皮层(dorsolateral prefrontal cortex,DLPFC)是大脑参与情绪调节的主要脑区之一。研究显示,抑郁症患者的左侧DLPFC脑血流量减少、代谢减慢,而右DLPFC代谢亢进。有证据显示,大脑右半球选择性地参与处理负面情绪、悲观的想法和无建设性的思维,这些可能导致与抑郁症有关的焦虑、紧张等;且右半球介导警觉和兴奋,这也解释了抑郁症患者常出现的睡眠障碍。相反,左半球专门处理愉快的体验,并参与决策过程,解释了抑郁症患者常伴有的迟疑不决的症状。标准rTMS协议可分为两大类,其中高频(HF)刺激主要具有兴奋性效应(通常在10或20Hz下提供),低频(LF)刺激具有抑制性效应(通常在1Hz下提供)。TMS通常使用传统的8字形线圈,可以刺激皮层表面下1.1厘米的神经组织。使用静息运动阈值(resting movement threshold,rMT)确定治疗强度,这是50%时间内诱发对侧手肌肉收缩所需的最小强度。常用于抑郁症的标准rTMS治疗的治疗强度一般为rMT的120%的,因为更高的刺激强度与更广泛的皮层激活,并且因为前额叶皮层位于颅穹窿中比运动皮层更深。第一个FDA批准的rTMS治疗抑郁症方案为:左侧DLPFC10Hz,3000次脉冲,持续37.5分钟,强度为120%rMT的治疗。大多数tDCS治疗选择左、右DLPFC分别为阳极刺激位点和阴极刺激位点,增强左DLPFC的兴奋性,抑制右DLPFC,以达到调节大脑情感环路活动、缓解抑郁症的目的。tDCS用于抑郁症治疗的常规方案是将阳极刺激位点、阴极刺激位点分别定位在左背外侧前额叶、右背外侧前额叶。电极海绵一般为25-35cm2,刺激时间在20-30min,电流强度达到1-2mA。
虽然经颅磁刺激技术和经颅直流电刺激技术在临床得到了广泛应用,但在使用过程中,仍然存在很多未解决的技术问题,其中如何进行脑区的准确定位是 TMS、tDCS应用的关键问题。
而对于DLPFC的选择,目前临床上较常应用的定位方法有两种。第一种为根据脑电国际标准导联10-20系统(10-20EEG System)进行目标定位方法。根据手指(母短展肌)M1区,通过M1区向前移动5㎝定位DLPFC。M1区的定位常根据Cz 点,以Cz点前2cm右旁开2cm处确定其为M1区(Cz点的确定方法:鼻枕线与颞顶线交点)。图1为10-20EEG导联系统电极点的放置方法示意图。这种方法操作虽简单,但这种方法是从解剖学上大致上确定刺激点的定位,无法考虑个体结构和功能区的不一致性,误差较大。由于TMS治疗通常需要长疗程,后续治疗过程中,治疗师为缩短治疗时间,提高治疗效率,会根据第一次的定位,靠经验和记忆的方式来定位治疗靶点,无法保证每次治疗的精准性。因此,采用上述方法导致患者每次治疗的靶点位置都不一样是普遍情况,并且由于磁场的衰落特性以及有效靶点区域较小的原因,如果不能保证治疗的靶点精准性,TMS治疗的疗效就会大打折扣。第二种定位方法则为红外光学导航定位,该装置可以导入个体的MRI数据,重建3D头模,再采用红外光学摄像头和导光装置,通过操作可以对刺激线圈与头皮的距离和角度严格控制,定位准确性得以大幅提升。该定位方法常配备机械臂和导航系统,可以实现准确的定位。通过导航装置找到患者头部治疗靶点区域后,通过机械臂将TMS线圈置于该区域上,保证线圈中心正对靶点,线圈平面与头皮相切;使用机械装置将TMS线圈夹持固定;启动TMS,开始治疗。例如中国实用新型专利(公开号:CN206964884U)公开一种医院用导航经颅磁刺激治疗装置,该装置可以导入个体的MRI数据,重建3D头模,再采用红外光学摄像头和导光装置,通过人工操作先是对脑和刺激线圈与头皮的距离和角度有了严格的控制,定位准确性得以大幅提升。并配备机械臂和导航系统,可以实现准确的定位。但由于导航系统成本高,限制了其在临床的推广。
发明内容
为解决上述现有技术中的不足,本发明提供一种成本低、操作方便、实现刺激部位精确定位的经颅磁刺激或者经颅直流电刺激的定位帽。
为实现上述技术目的,本发明采用的技术方案是:
利用经颅脑图谱制成的经颅磁等非侵入性治疗的定位帽,包括帽体,所述帽体与人脑外形适配,所述帽体上设置有戴帽定位的耳孔;所述帽体上对应标注有通过经颅脑图谱在大脑头皮上构建投射的Brodmann脑区。
进一步地,所述帽体由左半部片和右半部片缝合连接而成,所述左半部片和所述右半部片分别位于枕骨隆突及头后部的隆起位点和鼻子上方的两眼之间的凹陷点之间连线的左侧和右侧,所述左半部片和所述右半部片均为弹性体材料制成。
进一步地,所述通过经颅脑图谱在大脑头皮上构建投射的Brodmann脑区包括左右共27个脑区。
进一步地,所述帽体对应脑DLPFC区域和M1运动区域的位置采用透明超导材料镶嵌在左半部片、右半部片弹性帽体之间。
优选的,采用不同的颜色对左半部片、右半部片通过经颅脑图谱在大脑头皮上构建投射的Brodmann脑区进行标注。
优选的,采用不同的数字对左半部片、右半部片通过经颅脑图谱在大脑头皮上构建投射的Brodmann脑区进行标注。
优选的,采用不同的颜色和数字对左半部片、右半部片通过经颅脑图谱在大脑头皮上构建投射的Brodmann脑区进行标注。
进一步地,所述帽体上还对应标注有脑电图电极点。
进一步地,所述脑电图电极点根据10-20EEG导联系统标注,包括:位于鼻子上方的两眼之间的凹陷点的Nz点,位于枕骨隆突及头后部的隆起位点lz点,和紧靠中部耳翼前面的凹陷点的左右耳前点;还包括从Nz点到lz点的前后矢状线和从左耳前点通过中央点至右耳前点的横位线。
进一步地,所述脑电图电极点还包括从Nz点到lz点的前后矢状线上由前至后标出的5个点,分别为额极中点、额中点、中央点、顶点、枕点;额极中点至鼻根的距离和枕点至枕外粗隆的距离各占此连线全长的10%,其余各点均以此连线全长的20%相隔。
与现有技术相比,本发明的有益效果有:
1)本发明根据大脑Brodmann分区,将颅骨表面分为左右共27个脑区并予以标注,便于操作人员快速查找治疗区域,准确定位,省时省力,提高了医务人员的工作效率,同时也提高了经颅磁刺激的治疗效果;
2)本发明的定位帽利用弹性材料和超导材料结合制作,通过在治疗区域(M1 区和DLPFC区域)使用超导材料,不引起磁场和电流的衰减,从而使得治疗不需脱帽治疗,可在穿戴情况下用于TMS或者TCD的治疗,便于医师进行脱手治疗,且不会因治疗帽取戴过程中产生的位置误差等使得治疗的靶点移位现象;
3)本发明还利用10-20EEG导联系统标注脑电图电极点制成定位标记点,相比于导航定位系统,经济便宜,操作使用方便,可大规模临床治疗使用,可在一般医院推广应用。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为现有技术中10-20EEG导联系统电极点的放置方法示意图;
图2是现有技术中大脑Brodmann分区示意图;
图3是本发明实施例标注Brodmann脑区的左视图;
图4是本发明实施例标注脑电图电极点的顶视图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
一种利用经颅脑图谱制成的经颅磁等非侵入性治疗的定位帽,包括帽体,所述帽体与人脑外形适配,所述帽体上设置有戴帽定位的耳孔;所述帽体上对应标注有通过经颅脑图谱在大脑头皮上构建投射的Brodmann脑区;具体的,所述帽体由左半部片和右半部片缝合连接而成,所述左半部片和所述右半部片分别位于Lz(枕骨隆突及头后部的隆起位点)和Nz(位于鼻子上方的两眼之间的凹陷点) 连线的左侧和右侧,所述左半部片和所述右半部片均为弹性体;在左半部片、右半部片上标注通过经颅脑图谱在大脑头皮上构建投射的Brodmann脑区。
所述经颅脑图谱依据颅骨地标点和比例测量,定义了颅骨比例坐标系统(Cranial Proportional Coordinates System,CPC系统),提供经颅装置放置的整个二维颅骨空间定义了标准的坐标表示。同时,经颅脑图谱利用114人的MRI 结构像数据库,建模了人群水平上标准颅骨坐标系统(CPC空间)到标准脑立体坐标系统(MNI空间)的概率对应关系,并且基于Markov概率模型,求解了CPC 空间到脑图谱标号的概率对应。所述经颅脑图谱根据大脑Brodmann分区,将颅骨表面分为左右共27个脑区,利用经颅脑图谱标记大脑结构对应的头皮颅骨区域,便于操作人员快速查找治疗区域,准确定位。
进一步地,可以采用不同的颜色和/或数字对左半部片、右半部片通过经颅脑图谱在大脑头皮上构建投射的Brodmann脑区进行标注。
更优的,所述帽体对应常用于抑郁症治疗的大脑DLPFC区域和M1运动区域的位置采用透明超导材料镶嵌在左半部片、右半部片弹性帽体之间,如图3中阴影区域;所述大脑DLPFC区域对应经颅脑图谱左右Brodmann 9区、经颅脑图谱左右46区;所述M1运动区域对应Cz点附近的经颅脑图谱左右Brodmann 4区、经颅脑图谱左右Brodmann 6区;采用透明超导材料不会引起电流和磁场的衰减,因此不用脱帽治疗,避免脱戴治疗帽过程中导致的位置误差。
进一步地,所述帽体上还对应有根据10-20EEG导联系统标注的脑电图电极点;具体的,Nz点(位于鼻子上方的两眼之间的凹陷点),lz点(枕骨隆突及头后部的隆起位点)和左右耳前点(紧靠中部耳翼前面的凹陷点,标记为A1和A2)。在lz和Nz之间画一条经线,在此线上,由前至后标出5个点,依次命名为:额极中点(Fpz)、额中点(Fz)、中央点(Cz)、顶点(Pz)、枕点(Oz),见图3;额极中点至鼻根的距离和枕点至枕外粗隆的距离各占此连线全长的10%,其余各点均以此连线全长的20%相隔;还包括从左耳前点(A1)通过中央点(Cz)至右耳前点(A2)的横位线,在此连线上,从左到右依次标出左颞中(T3)、左中央(C3)、右中央(C4)、右颞中(T4),见图4;T3、T4点与耳前点的距离占此线全长的10%,其余各点(包括Cz点)均以此连线全长的20%相隔。
当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.利用经颅脑图谱制成的经颅磁等非侵入性治疗的定位帽,包括帽体,所述帽体与人脑外形适配,所述帽体上设置有戴帽定位的耳孔;其特征在于:所述帽体上对应标注有通过经颅脑图谱在大脑头皮上构建投射的Brodmann脑区。
2.根据权利要求1所述的利用经颅脑图谱制成的经颅磁等非侵入性治疗的定位帽,其特征在于:所述帽体由左半部片和右半部片缝合连接而成,所述左半部片和所述右半部片分别位于枕骨隆突及头后部的隆起位点和鼻子上方的两眼之间的凹陷点之间连线的左侧和右侧,所述左半部片和所述右半部片均为弹性体材料制成。
3.根据权利要求2所述的利用经颅脑图谱制成的经颅磁等非侵入性治疗的定位帽,其特征在于:所述通过经颅脑图谱在大脑头皮上构建投射的Brodmann脑区包括左右共27个脑区。
4.根据权利要求3所述的利用经颅脑图谱制成的经颅磁等非侵入性治疗的定位帽,其特征在于:所述帽体对应脑DLPFC区域和M1运动区域的位置采用透明超导材料镶嵌在左半部片、右半部片弹性帽体之间。
5.根据权利要求4所述的利用经颅脑图谱制成的经颅磁等非侵入性治疗的定位帽,其特征在于:采用不同的颜色对左半部片、右半部片通过经颅脑图谱在大脑头皮上构建投射的Brodmann脑区进行标注。
6.根据权利要求4所述的利用经颅脑图谱制成的经颅磁等非侵入性治疗的定位帽,其特征在于:采用不同的数字对左半部片、右半部片通过经颅脑图谱在大脑头皮上构建投射的Brodmann脑区进行标注。
7.根据权利要求4所述的利用经颅脑图谱制成的经颅磁等非侵入性治疗的定位帽,其特征在于:采用不同的颜色和数字对左半部片、右半部片通过经颅脑图谱在大脑头皮上构建投射的Brodmann脑区进行标注。
8.根据权利要求4所述的利用经颅脑图谱制成的经颅磁等非侵入性治疗的定位帽,其特征在于:所述帽体上还对应标注有脑电图电极点。
9.根据权利要求8所述的利用经颅脑图谱制成的经颅磁等非侵入性治疗的定位帽,其特征在于:所述脑电图电极点根据10-20EEG导联系统标注,包括:位于鼻子上方的两眼之间的凹陷点的Nz点,位于枕骨隆突及头后部的隆起位点lz点,和紧靠中部耳翼前面的凹陷点的左右耳前点;还包括从Nz点到lz点的前后矢状线和从左耳前点通过中央点至右耳前点的横位线。
10.根据权利要求9所述的利用经颅脑图谱制成的经颅磁等非侵入性治疗的定位帽,其特征在于:所述脑电图电极点还包括从Nz点到lz点的前后矢状线上由前至后标出的5个点,分别为额极中点、额中点、中央点、顶点、枕点;额极中点至鼻根的距离和枕点至枕外粗隆的距离各占此连线全长的10%,其余各点均以此连线全长的20%相隔。
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CN114053586B (zh) | 2023-06-23 |
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