CN118356202A - 基于任务获取电刺激序列的皮质间诱发电的电刺激设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生理电信号技术处理领域，具体涉及一种基于任务获取电刺激序列的皮质间诱发电的电刺激设备，构建多个功能相关的不同通道集合排序，即任一通道集合中未执行电刺激的通道根据任务的脑电激活度获取通道集合的备选值，将不同通道集合对应的备选值进行排序，得到所属通道集合的序列；根据任务的脑电激活度进行通道排序；将排序后的通道顺序作为皮质间诱发电的预设电刺激序列。不仅可以表征通道在不同功能区的关联性，还可以显示通道在功能区的重要度，更客观的指导医生在较短手术时间内拿到更有用的电刺激数据，以确定通道所在位置是否影响功能，是否允许切除。
Description
技术领域
本发明属于生理电信号技术处理领域，具体涉及一种基于任务获取电刺激序列的皮质间诱发电的电刺激设备。
背景技术
皮质-皮质间诱发电位（CCEP，简称皮质间诱发电）可以验证致痫网络的覆盖区域，尤其在病灶切除手术中避免误切功能区中对功能有影响的脑组织。医生一般遍历电极片上的每一对临近电极（对应于本案中的通道）并施加重复次数的电流刺激后获取整体结果，以判断刺激部位（皮质）与记录部位（皮质）之间的关系。其具体刺激方案如下：例如采用10mA的单脉冲刺激，重复次数= 20。步骤1：对皮层电极片上某电极（对）施加电流进行刺激；步骤2：记录皮层电极片上电极的信号；步骤3：每个电极都将多次刺激出的波形叠加平均；步骤4：对皮层电极片上每个电极叠加平均后的波形计算Z分数；步骤5：展示Z分数>6的电极和刺激电极构成的网络；步骤6：对皮层电极片上其他电极（对）施加电流进行刺激，并重复步骤1至步骤5，将结果中的不同网络以不同颜色展示在同一脑模上，形成脑网络。
医生更期望在短时间内快速拿到感兴趣部位的电刺激结果，以便后续开展手术。但在术中场景下时间紧张，很难遍历电极片上的每一对临近电极。因此，在术前根据手术要求预设电刺激序列或者在术中根据手术进度适应性调整电刺激序列，显得尤为重要。
如专利号CN104978035B基于体感电刺激诱发P300的脑机接口系统及其实现方法，公开了根据刺激在人体表面的不同位置进行编码生成电刺激序列，并依照电刺激序列对阵列式电刺激电极控制输出电刺激，电刺激经由阵列式电刺激电极传递到人体上的不同位置。该方法虽然涉及电刺激序列的设置方法，但并没有提及刺激伪迹的问题。例如在0049段，电刺激强度为1.4±0.1mA，持续时间为1ms。刺激编码序列有4个，每个序列包括6轮，每轮中有4个试次，刺激间隔为800ms，刺激先后顺序为随机，刺激开始之前使用者按要求注意靶刺激，如A，则使用者注意传递到左手小指的电刺激，忽略其他三个手指的刺激。A、B、C、D四种类型各充当一次靶刺激。其主要原因是电刺激经由阵列式电刺激电极传递到人体上的不同位置，人体的不同部位包括人体的手部、脚部、上肢、下肢，以及身体躯干的其他部位。但这些部位距离比较远，基本不存在功能相关性，也没有必要执行任务的脑电激活度确定通道位置的重要性，因此该种刺激序列的设置方法很难适用于小范围的皮质间诱发电，尤其是病灶切除手术中通过通道位置确定脑功能区中的重要部位是否允许切除。
发明内容
本发明提供了一种基于任务获取电刺激序列的皮质间诱发电的电刺激设备。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种皮质间诱发电的电刺激设备，包括：处理器，用于获取皮质间诱发电的预设电刺激序列；人机交互模块，用于设置皮质间诱发电的电刺激序列；电刺激模块，通过电刺激切换开关对通道执行电刺激；其中获取皮质间诱发电的预设电刺激序列包括：构建多个功能相关的不同通道集合；对通道集合排序，即任一通道集合中未执行电刺激的通道根据任务的脑电激活度获取通道集合的备选值，将不同通道集合对应的备选值进行排序，得到所属通道集合的序列；根据任务的脑电激活度进行通道排序；将排序后的通道顺序作为皮质间诱发电的预设电刺激序列。
进一步，构建多个功能相关的不同通道集合包括：获取任一功能相关的初始通道集合；比较多个功能相关的初始通道集合；通道避重，即将重复通道择一纳入所属的初始通道集合中，得到多个功能相关的不同通道集合，以使通道集合之间不存在重复通道。
进一步，获取皮质间诱发电的预设电刺激序列还包括在电刺激后根据通道的刺激伪迹状态调整预设电刺激序列；所述调整预设电刺激序列包括：步骤S1，选择电刺激通道执行初次电刺激；步骤S2，按照通道集合排序依次检测各通道集合中的通道是否满足刺激伪迹状态要求；若满足要求，则按照通道排序选择该通道集合中的通道执行电刺激；若不满足要求，则空置；重复步骤S2，至通道达到设定电刺激次数。
进一步，所述通道排序还包括：通道距离病灶区的物理距离，即将相同功能相关的通道集合按照病灶区的内部、边界、外部依次排序为第二通道子集>第三通道子集>第一通道子集。
进一步，所述脑电激活度的获取方式包括：划分脑电信号段，即根据设定任务的开始节点前后将任务时刻对应的脑电信号段分为基线段、任务段；获取数据特征，即分别计算基线段、任务段的数据特征；检验任务段与基线段的数据特征构成的分布的差异度，形成维度分别表征通道、任务时间的检验矩阵，以表征各通道在执行相同任务时的脑电激活度。
进一步，还包括进度评估模块，根据未执行电刺激的通道的脑电激活度评估电刺激进度。
进一步，还包括提示模块，用于提示执行下次电刺激的通道。
第二方面，本发明提供了一种计算机装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以获取皮质间诱发电的预设电刺激序列；获取皮质间诱发电的预设电刺激序列包括：构建多个功能相关的不同通道集合；对通道集合排序，即任一通道集合中未执行电刺激的通道根据任务的脑电激活度获取通道集合的备选值，将不同通道集合对应的备选值进行排序，得到所属通道集合的序列；根据任务的脑电激活度进行通道排序；将排序后的通道顺序作为皮质间诱发电的预设电刺激序列。
第三方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时获取皮质间诱发电的预设电刺激序列；获取皮质间诱发电的预设电刺激序列包括：构建多个功能相关的不同通道集合；对通道集合排序，即任一通道集合中未执行电刺激的通道根据任务的脑电激活度获取通道集合的备选值，将不同通道集合对应的备选值进行排序，得到所属通道集合的序列；根据任务的脑电激活度进行通道排序；将排序后的通道顺序作为皮质间诱发电的预设电刺激序列。
第四方面，本发明提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序被处理器执行时获取皮质间诱发电的预设电刺激序列；获取皮质间诱发电的预设电刺激序列包括：构建多个功能相关的不同通道集合；对通道集合排序，即任一通道集合中未执行电刺激的通道根据任务的脑电激活度获取通道集合的备选值，将不同通道集合对应的备选值进行排序，得到所属通道集合的序列；根据任务的脑电激活度进行通道排序；将排序后的通道顺序作为皮质间诱发电的预设电刺激序列。
本发明的有益效果是，本发明的电刺激设备先建立功能相关的通道集合，然后根据执行任务的脑电激活度对通道集合中的通道进行排序；在术前将排序后的通道顺序作为预设电刺激序列。利用执行任务的脑电激活度形成通道的电刺激序列，可以显示通道在功能区的重要度，更客观的指导医生在较短手术时间内拿到更有用的电刺激数据，以确定通道所在位置是否影响功能，是否允许切除。甚至可以在术前或术中根据脑电激活度评估功能区的电刺激进度，终止或调整某些功能区内的通道，以调整预设电刺激序列，节约手术时间。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。
图1是本发明的单功能获取电刺激序列的流程图。
图2是本发明的多功能获取电刺激序列的流程图。
图3是本发明的其它刺激电极执行电刺激时刺激电极i的CCEP波形图。
图4是本发明的其它刺激电极执行电刺激时刺激电极j的CCEP波形图。
图5是本发明的病灶区电极排序的位置示意图。
图6是本发明的电刺激设备的原理框图。
图5中：
电极片1，第一通道子集11、第二通道子集12、第三通道子集13；
病灶区2。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1。
在癫痫病灶切除手术中，可以通过扩散张量成像（DTI）、电刺激（ESM）、时域空域在线高频脑功能区定位（Online Spatial-Temporal Functional Mapping）等现有手段定位脑功能区，然后通过皮质-皮质间诱发电位（CCEP，简称皮质间诱发电）研究致痫网络或避免误切功能区中对功能有影响的脑组织。但如何在皮质间诱发电中确定通道（在本案中也叫电极）的电刺激序列，一直以来没有统一的标准，往往取决于医生自身的经验。如前所述，为了避免误切，一般都遍历电刺激电极片上的全部电极。鉴于此，见图1-图5，本实施例1提供了一种基于任务获取电刺激序列的方法，以获取皮质间诱发电的预设电刺激序列。具体包括：构建功能相关的通道集合；根据任务的脑电激活度进行通道排序；将排序后的通道顺序作为皮质间诱发电的预设电刺激序列。一般的，单功能相关通道默认只有一个通道集合，可以通过执行一个任务确定一个通道集合，然后在通道集合内根据任务的脑电激活度排序可以正向排序，也可以反向排序，确定了功能中最重要或最相关的通道，优先进行电刺激；其本质是综合考虑了功能重要度和通道重要度的双重结合。在实际操作中，也可以根据预设电刺激序列设置手术时间，或者在手术过程中，根据脑电激活度随时终止某个功能相关的电刺激。
可选的，所述通道排序包括：在相同通道集合中对各通道在执行相同任务时的脑电激活度进行排序，得到对应通道的序列。例如，功能A相关的通道集合A的通道排序设置为A1>A2>A3>An，首先在通道A1上执行第1次电刺激A1，按照通道排序优先选择在通道A1上执行第2次电刺激A1，而不是在通道A2或通道A3或通道An上执行第1次电刺激，只有当通道A1上已执行电刺激A1的次数达到设定电刺激次数，才会选择通道A2执行第1次电刺激A2。这样可以保证功能相关的关键通道优先完成电刺激，保证电刺激数据在确定功能相关部位是否切除时的有效性。
通常，医生更关注病灶附近脑组织负责何种功能，以结合皮质间诱发电的结果确认是否连带切除部分当前非严重病变脑组织，以防止术后复发。因此，也可以在前述排序的基础上附加或者单独根据通道距离病灶区的物理距离对通道进行通道排序，以病灶为中心发散，首先确定病灶中心或病灶存在的范围，然后计算每个通道到病灶中心的物理距离，由近到远生成电刺激序列。具体的，见图5，通过电极片1覆盖病灶区2，将相同任务相关的通道集合按照病灶区的内部、边界、外部依次分为第一通道子集11、第二通道子集12、第三通道子集13。由于落于病灶区内的通道与病灶的距离视为负数，不参与电刺激，可以节省手术时间，因此其排序标准被配置为第二通道子集>第三通道子集>第一通道子集，然后对每个通道子集中的通道按照病灶区的距离或者任务的脑电激活度进行通道排序。
作为任务的脑电激活度的一种可选的实施方式。
任务的脑电激活度的获取方式包括：划分脑电信号段，即根据设定任务的开始节点前后将任务时刻对应的脑电信号段分为基线段、任务段；获取数据特征，即分别计算基线段、任务段的数据特征；检验任务段与基线段的数据特征构成的分布的差异度，形成维度分别表征通道、任务时间的检验矩阵，以表征各通道在执行相同任务时的脑电激活度。
可选的，所述设定任务被配置为初始电刺激、预设任务、历史任务中的至少一种。优选的，所述初始电刺激的通道位置被配置为病灶区的界外且靠近病灶区与功能区的边界处，该位置可以是距离病灶中心最近且必须要确定是否切除的脑组织。
可选的，在本案中，通道的脑电激活度例如但不限于high gamma激活程度。首先医生为病人进行时域空域在线高频脑功能区定位，获取电极的high gamma激活程度排序后将其作为CCEP的刺激序列。由于high gamma与CCEP本身在设备上存在复用现象，且二者作用相似（可以直观理解，在high gamma激活程度排序中靠前的通道，在CCEP中也是需要医生重点关注的部分），在细节上各有优劣，因此用high gamma激活程度在功能定位的结果指导电刺激顺序，二者的加权结果更接近于金标准ESM，也避免了长时间的任务要求。由于通过任务相关性判断通道是否需要进行电刺激，允许只刺激部分电极对或提前终止CCEP过程，在节约手术时间的同时也可以拿到医生比较关注的位置结果。
当然，high gamma激活程度排序也可以为已知条件的high gamma结果，可以是对每个刺激电极进行任务的结果，也可以为医生基于经验判断。例如专利号CN117952195A-基于任务相关脑电激活度的脑网络构建方法、显示设备公开了一种检验矩阵的构建方法，通过检验矩阵或其得到的空间矩阵表征各通道在任务时间内的脑电激活度。
图2是本发明的多功能获取电刺激序列的流程图。
作为多通道集合排序的一种可选的实施方式。
首先，构建多个功能相关的不同通道集合，包括：获取任一功能相关的初始通道集合；比较多个功能相关的初始通道集合；通道避重，即将重复通道按照通道在执行不同功能相关的脑电激活度择一纳入所属的初始通道集合中，得到不同功能相关的多个通道集合，以使通道集合之间不存在重复通道。
可选的，获取任一功能相关的初始通道集合可以通过多种脑功能定位技术在术前得到，例如通过扩散张量成像（DTI）、电刺激（ESM）、时域空域在线高频脑功能区定位（Online Spatial-Temporal Functional Mapping）、皮质-皮质间诱发电位（CCEP，简称皮质间诱发电）等手段定位脑功能区，然后根据脑功能区或者功能相关性将不同的电刺激通道视为或者划分相同功能相关的初始通道集合，如表1所示。
表1各现有定位技术对比表
。
当然，相同功能相关的初始通道集合也可以通过医生经验设置（如想要关注位置、病灶区或病灶临近区等）或者其他方式（如已知脑功能）进行删除或增加，以得到不同功能相关的多个通道集合。此外，功能相关的初始通道集合也可以在术中进行电刺激时获取，即通过初次电刺激获取各通道的脑电激活度，利用脑电激活度得到通道的功能相关性，或结合通道所在的功能区形成相功能任务相关的通道集合。在实际手术过程中，初次电刺激未必一定获取到所有通道的脑电激活度，医生通常要根据情况刺激一系列或部分点位并让患者同时做简单任务（如报数），以获取初始有效的电刺激结果及其对应的脑电激活度。
其次，由于皮质间诱发电是对通道施加多次重复电刺激但不需要做任务，因此获取的不同功能相关的初始通道集合之间往往有重复通道，并不适用于皮质间诱发电刺激。因此需要对初始通道集合做进一步处理，先要确定不同功能相关的通道集合且保证各通道集合中没有重复通道。在实际处理过程中，通道避重的方法有多种，例如可以按照通道集合排序的方式对不同功能相关的初始通道集合采用向上比较的方法。首先获取功能A连接的初始通道集合A′={A1，A2，A3，..An}，功能B连接的初始通道集合B′={ B1，B2，B3.. Bm}，功能C连接的初始通道集合C′={ C1，C2，C3，.. Cx}，且设定通道集合的排序为初始通道集合A′>初始通道集合B′>初始通道集合C′。在多个功能相关的初始通道集合比较时，例如采用两两比较的方式，以初始通道集合A′为基准，假设通道A1与通道B2重复，则取初始通道集合B′与初始通道集合A′的差集（如果有重复通道可以放通道集合A中，也可以放通道集合B中），得到功能A关联的通道集合A={A1，A2，A3，..An}，与功能B关联的通道集合B={ B1，B3.. Bm}，；假设通道C1与通道A1重复，通道C2与通道B1重复，则取初始通道集合C′与（初始通道集合A′与初始通道集合B′的并集）的差集，则与功能C关联的通道集合C={C3，.. Cx}，依次类推，构建所有功能相关的通道集合。如果初始通道集合C′与（初始通道集合A′与初始通道集合B′的并集）的差集为零，则将功能C关联的通道分别纳入别的通道集合或作为通道集合C，则需要在别的通道集合中删除重复的通道。也可以采用不同功能相关的多个通道集合全部比较的方式，就可以根据通道的功能相关性把初始通道集合分为单功能通道子集（即仅与单一功能相关的通道集合）和多功能通道子集（即同时与多个功能相关的通道集合，属于两两对比中重复通道的一部分），对单功能通道子集按照通道集合排序，形成通道集合的序列，将多功能通道子集择一纳入对应的单功能通道子集（属于同一个通道集合）。如把初始通道集合A′分为单功能通道子集A′′={A1，A2，A3}和多功能通道子集A′′′={A4，A5，..An}；把初始通道集合B′分为单功能通道子集B′′={B1，B2，B3}和多功能通道子集B′′′={B4，B5，.. Bn}；把初始通道集合C′分为单功能通道子集C′′={C1，C2，C3}和多功能通道子集C′′′={C4，C5，.. Cn}；然后将单功能通道子集A′′、单功能通道子集B′′、单功能通道子集C′′进行通道集合排序，再将多功能通道子集A′′′、多功能通道子集B′′′、多功能通道子集C′′′中的重复通道择一纳入对应的通道集合中（即多功能通道子集与单功能通道子集属于相同的初始通道集合）中。例如把单功能通道子集A′′纳入通道集合A中，把单功能通道子集B′′纳入通道集合B中，把多功能通道子集B′′与多功能通道子集A′′的重复通道纳入通道集合A或通道集合B中。如果多功能通道子集没有对应的单功能通道子集，则可以采用两两对比的方式独立设置为功能相关的通道集合。对于多功能通道子集中的通道可以根据其在执行不同任务对应的脑电激活度，根据脑电激活度最高值对应的功能将该通道划入或独立设置在功能相关的通道集合中。
最后，当设置有多个功能相关的不同通道集合时，对通道集合排序。其中所述通道集合排序包括：任一通道集合中未执行电刺激的通道根据任务的脑电激活度获取通道集合的备选值，例如但不限于未执行电刺激的通道数在相同功能相关的通道集合中的占比或未执行电刺激的通道在执行相同任务时的脑电激活度的最大值作为备选值；将不同通道集合对应的备选值进行排序，得到所属通道集合的序列。
当手术时间充足时，每个通道最终都会重复到设定电刺激次数，但在手术时间比较紧张或者临时中断时，这时候就要考虑手术整体进度或者各功能相关需要切除脑组织的确定情况了，因此可以通过未执行电刺激的通道情况调整优先执行电刺激的通道集合。例如，未执行电刺激的通道的脑电激活度较高，则说明该功能区的重要组织还没确认是否可以切除，需要优先确认。再如，未执行电刺激的通道数在相同功能相关的通道集合中的占比较高，则说明该功能区组织切除手术进度较慢，也需要优先处理，从而保证每个功能区都能达到基本的切除要求，以满足病灶切除要求。
通常来讲，在术前，医生会按照手术目的或功能区重要度对通道集合进行通道集合排序，这样在术中可以优先定位比较重要的脑功能区。由于任务是根据需要功能相关设定的，以确定该功能在电极位置是否允许切除，由于无法逐个验证该位置是否还与别的功能相关，因此一般对于电刺激结果只验证不能切除的电极及附近位置。虽然个体不同，但是脑功能区的大概范围是基本确定的。例如任务的目的是确定与语言功能相关的不可切除部位，而任务相关的通道位置大部分会落入语言功能区，也有可能部分落入运动想象功能区，这时在做电刺激时优先选择位于语言功能区的通道，因为该通道理论上与语言功能更相关。因此，除了考虑未执行电刺激的通道的脑电激活度外，所述通道集合排序的标准还包括但不限于功能区的重要性、医生关注的核心区域、通道位置距离病灶中心的物理距离、通道位置所在功能区、参与刺激的通道数或通道占比、指定某种规则等。通常与通道在电极片上所处的物理位置和编号有关，可以是顺时针、逆时针、行序、列序等常见顺序。在刺激开始前，医生手动设置参与刺激的通道数或通道占比，也可以指定某种规则使得部分通道不参与电刺激，形成特定的通道集合排序方案。不论选取哪种方案，都将缩短实际需要的手术时间。
此外，结合功能相关的通道利用多级排序方式设置通道的电刺激顺序，生成预设电刺激序列。默认通道执行电刺激的优先级为通道集合排序>通道排序，但优先级没有绝对关系，在术前或术中可以人机交互模块关闭或调整任一排序的优先级。当然，在电刺激过程中，医生也可以根据功能或任务相关的通道情况对任意通道手动停止电刺激，只获取当前已经执行电刺激的通道结果，进一步缩减手术时间。
综上所述，在本案中，先通过相同功能确定了功能对应的关联通道，按照不同任务的脑电激活度的最大值形成通道集合排序，按照相同任务的脑电激活度形成了通道排序，确定了每个通道集合中通道的电刺激顺序，最终形成皮质间诱发电的预设电刺激序列。
作为调整预设电刺激序列的一种可选的实施方式。
在皮质间诱发电中，电刺激往往需要在某个通道上多次重复执行（如重复操作20次）。对某个通道执行电刺激后，由于该通道以及功能关联的其他通道（可能属于相同的通道集合，也可能属于不同的通道集合）上都存在不同程度的刺激伪迹，因为要观察的刺激后信号，其有效成分持续时间短、信号幅值弱，并且刺激伪迹持续时间长、伪迹程度强、幅值大，对整体信号影响很大。同时，也没有比较有效的刺激伪迹去除方法，如通过把握刺激伪迹的规律对刺激伪迹进行拟合是困难的或者去除刺激伪迹时不影响要观察的刺激后有效成分是困难的。如果继续执行电刺激，会影响皮质间诱发电信号对于脑功能区的判断，很容易导致误判，因此一般都会等待刺激伪迹消除后才能进行下一次刺激，然后观察并获取下一次刺激后的有效成分。例如刺激电极1并重复20次电刺激，等待刺激伪迹消除；刺激电极2并重复20次电刺激，等待刺激伪迹消除；刺激电极3并重复20次电刺激，等待刺激伪迹消除；刺激电极4并重复20次电刺激，等待刺激伪迹消除……，严重浪费了手术时间。
因此可以在电刺激后根据通道的刺激伪迹状态调整预设电刺激序列。具体的，所述调整预设电刺激序列包括：步骤S1，选择电刺激通道执行初次电刺激；步骤S2，按照通道集合排序依次检测各通道集合中的通道是否满足刺激伪迹状态要求；若满足要求，则按照通道排序选择该通道集合中的通道执行电刺激；若不满足要求，则空置；重复步骤S2，至通道达到设定电刺激次数。
可选的，所述刺激伪迹状态包括刺激伪迹持续时间、刺激伪迹强度中的至少一种。
在本案中，刺激伪迹持续时间、刺激伪迹强度一般根据电刺激的经验值设定对应的阈值，可以单一或结合作为刺激伪迹状态的检测标准。例如，可以比较当前信号的基线是否回归已知的、未施加刺激的状态时的基线水平。同理，使用均值、波动性、最大值与最小值的差值、频谱等指标都可以类似做到。特别的，CCEP中的刺激伪迹是硬件（刺激器上用于施加刺激电流的相关装置）产生的，所以持续时间通常比较固定，也可以在设备生产前就预先测量出刺激伪迹持续时间的指导值，通常在临床场景中该参数不会发生变化。
例如，见图3和图4（两个图中横轴方向为时间维度，纵轴方向为波形振幅），通过已知条件判断刺激电极i（可以理解为单通道电极或者多通道电极中的某个通道）和刺激电极j在其它刺激电极执行同次电刺激时二者的CCEP波形在时间维度上并非处于同一时刻，二者之间的刺激伪迹就不会对数据处理结果造成交叉影响，就可以考虑对刺激电极i 和刺激电极j交替执行电刺激并重复20次，以节约等待刺激伪迹消除的时间。具体的，在其它刺激电刺激执行电刺激时，如果两刺激电极对（假设电极成对出现，一正一负）诱发的波形（即CCEP波形）在时间维度上是线性相关的，即第n次刺激后两波形在时间上的差值依然等于第1次刺激后两波形在时间上的差值。结果不会相互影响是因为CCEP波形基本可以认为是固定出现在刺激后的某段时间内，且波的形状也是基本固定的。所以只要两电极对CCEP波形在时间维度上并非同一时刻，而是有先后顺序的，那么就可以依据CCEP波形出现在刺激后的何段时间来判断该波形为哪对电极所诱发，该刺激伪迹就不会影响CCEP波形的处理和判断。如果刺激伪迹持续时间大于不同电极之间交替执行电刺激的时间间隔，则可以通过刺激伪迹的强度阈值判读是否继续等待时间，或者允许更多CCEP波形在时间维度上不是同一时刻的电极交叉刺激，致使交替执行电刺激的时间间隔不小于等待刺激伪迹消除的时间。
例如，以刺激伪迹持续时间作为刺激伪迹状态的检测标准。以功能A相关的通道集合A为基准，对通道A1进行第1次电刺激A1；由于通道集合A中的所有通道均与功能A关联，因此可以认定通道集合A中的所有通道在相同时间内均存在由电刺激A1引起的刺激伪迹A1，通道集合A中的各通道的CCEP波形在时间维度上时是同一时刻，均不满足刺激伪迹状态要求，如果功能B相关的通道集合B中含有单功能通道子集B′′，则由于单功能通道子集B′′与功能A无关，默认单功能通道子集B′′与通道集合A中的通道的CCEP波形在时间维度上不是同一时刻，此时对单功能通道子集B′′上的通道B1交叉执行电刺激B1后，等交叉执行电刺激的时间间隔大于刺激伪迹A1的持续时间后，再对通道A1进行第2次电刺激A1。当通道A1执行电刺激A1的次数达到设定电刺激次数后，再对通道A2执行第1次电刺激A2。
当然，如果功能B相关的通道集合B中含有多功能通道子集B′′′，例如多功能通道子集B′′′中有与功能A、功能B同时相关的通道，但因为该通道在执行任务B的脑电激活度比执行任务A时的大，认为该通道与功能B更相关，因此被划入通道集合B中，此时该通道的CCEP波形与通道A1在时间维度上是同一时刻，可以通过刺激伪迹状态检测判定而跳过执行下一次电刺激。再如，以刺激伪迹强度作为刺激伪迹状态的检测标准。以通道集合A为基准，对通道A1进行第1次电刺激A1；由于通道集合A中的所有通道均与功能A关联，因此可以认定通道集合A中的所有通道在一定程度上均存在由电刺激A1引起的刺激伪迹A1，但由于通道集合A中各通道的刺激伪迹强度不同，可能有部分通道小于刺激伪迹强度阈值，例如通道A2满足刺激伪迹状态要求，此时按照通道集合排序可以先对通道A2执行第1次电刺激A2，而不是对通道集合B上的通道B1交叉执行电刺激B1，也不需要等待刺激伪迹持续时间。
根据刺激伪迹状态筛选通道排序，可以保证下一次电刺激的通道与上一次电刺激的CCEP波形在时间维度上不是同一时刻，可以避免刺激伪迹对于CCEP波形的数据处理和结果误判。但随着手术的进行，可能导致每个通道已执行的电刺激次数不一致。例如，如前所述，按照功能相关的通道集合排序，即通道集合A>通道集合B>通道集合C，在电刺激的第一轮循环时，对通道A1、通道B1、通道C3分别进行1次电刺激；在进行第二轮循环时，可能通道A1还不能进行电刺激，这时候对通道B1执行第2次电刺激；或者第一轮循环还未对通道C3执行电刺激，而通道A1已经满足刺激伪迹状态要求了，优先执行通道A1的电刺激，导致每个通道执行的电刺激次数不同，即对于不同功能相关的预切除组织的确认进度不一致。因此，在术中根据未执行电刺激的通道的脑电激活度评估电刺激进度，从而对通道集合进行动态调整，对于保证手术的整体完成度显得尤为重要。
当然，无论功能相关的通道集合中是否含有单功能通道或多功能通道，均可以通过刺激伪迹状态检测判定该通道是执行还是跳过执行下一次电刺激。只是在原理上可以表述为单功能通道子集或多功能通道子集的样式。优选的，也可以事先将通道集合划分为单功能通道子集和多功能通道子集，在术中对于多功能通道子集中的通道检测刺激伪迹状态，而对于单功能通道子集中的通道直接下一次电刺激，而无需检测刺激伪迹状态。
实施例2。
在实施例1的基础上，本实施例2提供了一种皮质间诱发电的电刺激设备，包括：处理器，用于获取皮质间诱发电的电刺激序列；人机交互模块，用于设置皮质间诱发电的电刺激序列；电刺激模块，通过电刺激切换开关对相应的通道执行电刺激。
可选的，见图6，所述皮质间诱发电的电刺激设备主要包括上位机、下位机、硬件（即皮层电刺激器）共三大部分。电刺激序列的下发包括了从上位机软件的操作界面到皮层电刺激器中每个电极的模拟开关的整个过程。具体工作原理如下：用户在上位机软件操作界面上选取或设置电刺激的优先级，如通道集合排序、通道排序的具体方式，通过上位机的处理器生成皮质间诱发电的预设电刺激序列，并将电刺激参数通过命令发送给下位机，使下位机调整电刺激模式下的各个电极（包括正极和负极）的工作模式（正常采集模式或电刺激输出模式）。下位机会按照设置的电刺激参数和通道配置产生预期的刺激波形。刺激电流从刺激电极流入皮层，通过人脑中的电生理有效连接的通路传导到皮层的其他部位，并诱发出CCEP波形。部分CCEP波形被皮层电极片上的非刺激电极（或称记录电极）记录到，经过下位机数模转换处理后，将信号输入到上位机软件，对波形按照CCEP处理后展示在上位机界面上。下位机刺激结束后，将参与刺激的电极接入泄放开关一段时间以完成电荷平衡和去伪迹处理，然后恢复这些电极至正常采集模式。
可选的，电刺激切换开关包括采集头盒针板和位于采集头盒针板上的连接开关；所述连接开关的两端分别与所有电极相连、采集探头相连，并为所有电极提供四种工作模式：①正常采集模式（无刺激电流输出），②用作电刺激的正极输出，③用作电刺激的负极输出，④接入泄放开关，去除刺激伪迹。采集头盒针板主要通过电极线连接所有电极（包括采集通道、刺激通道）。所述采集探头用于将微弱的电生理信号放大并采集，数据会经下位机处理后实时传输给上位机。
进一步，还包括手术进度评估模块，根据未执行电刺激的通道的脑电激活度评估电刺激进度。
进一步，还包括提示模块，用于提示执行下次电刺激的通道。
实施例3。
在实施例1的基础上，本实施例3提供了一种计算机装置设备系统，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以获取皮质间诱发电的预设电刺激序列。
实施例4。
在实施例1的基础上，本实施例4提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时获取皮质间诱发电的预设电刺激序列。
实施例5。
在实施例1的基础上，本实施例5提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时获取皮质间诱发电的预设电刺激序列。
在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (16)
1.一种皮质间诱发电的电刺激设备，其特征在于，包括：
处理器，用于获取皮质间诱发电的预设电刺激序列；
人机交互模块，用于设置皮质间诱发电的电刺激序列；
电刺激模块，通过电刺激切换开关对通道执行电刺激；其中
获取皮质间诱发电的预设电刺激序列包括：
构建多个功能相关的不同通道集合；
对通道集合排序，即任一通道集合中未执行电刺激的通道根据任务的脑电激活度获取通道集合的备选值，将不同通道集合对应的备选值进行排序，得到所属通道集合的序列；
根据任务的脑电激活度进行通道排序；
将排序后的通道顺序作为皮质间诱发电的预设电刺激序列。
2.根据权利要求1所述的电刺激设备，其特征在于，
构建多个功能相关的不同通道集合包括：
获取任一功能相关的初始通道集合；
比较多个功能相关的初始通道集合；
通道避重，即将重复通道择一纳入所属的初始通道集合中，得到多个功能相关的不同通道集合，以使通道集合之间不存在重复通道。
3.根据权利要求1所述的电刺激设备，其特征在于，
获取皮质间诱发电的预设电刺激序列还包括在电刺激后根据通道的刺激伪迹状态调整预设电刺激序列；
所述调整预设电刺激序列包括：
步骤S1，选择电刺激通道执行初次电刺激；
步骤S2，按照通道集合排序依次检测各通道集合中的通道是否满足刺激伪迹状态要求；
若满足要求，则按照通道排序选择该通道集合中的通道执行电刺激；
若不满足要求，则空置；
重复步骤S2，至通道达到设定电刺激次数。
4.根据权利要求1所述的电刺激设备，其特征在于，
所述通道排序还包括：通道距离病灶区的物理距离，即
将相同功能相关的通道集合按照病灶区的内部、边界、外部依次排序为第二通道子集>第三通道子集>第一通道子集。
5.根据权利要求1所述的电刺激设备，其特征在于，
所述脑电激活度的获取方式包括：
划分脑电信号段，即根据设定任务的开始节点前后将任务时刻对应的脑电信号段分为基线段、任务段；
获取数据特征，即分别计算基线段、任务段的数据特征；
检验任务段与基线段的数据特征构成的分布的差异度，形成维度分别表征通道、任务时间的检验矩阵，以表征各通道在执行相同任务时的脑电激活度。
6.根据权利要求1所述的电刺激设备，其特征在于，还包括进度评估模块，根据未执行电刺激的通道的脑电激活度评估电刺激进度。
7.根据权利要求1所述的电刺激设备，其特征在于，还包括提示模块，用于提示执行下次电刺激的通道。
8.一种计算机装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以获取皮质间诱发电的预设电刺激序列；
获取皮质间诱发电的预设电刺激序列包括：
构建多个功能相关的不同通道集合；
对通道集合排序，即任一通道集合中未执行电刺激的通道根据任务的脑电激活度获取通道集合的备选值，将不同通道集合对应的备选值进行排序，得到所属通道集合的序列；
根据任务的脑电激活度进行通道排序；
将排序后的通道顺序作为皮质间诱发电的预设电刺激序列。
9.根据权利要求8所述的计算机装置，其特征在于，
构建多个功能相关的不同通道集合包括：
获取任一功能相关的初始通道集合；
比较多个功能相关的初始通道集合；
通道避重，即将重复通道择一纳入所属的初始通道集合中，得到多个功能相关的不同通道集合，以使通道集合之间不存在重复通道。
10.根据权利要求8所述的计算机装置，其特征在于，
获取皮质间诱发电的预设电刺激序列还包括在电刺激后根据通道的刺激伪迹状态调整预设电刺激序列；
所述调整预设电刺激序列包括：
步骤S1，选择电刺激通道执行初次电刺激；
步骤S2，按照通道集合排序依次检测各通道集合中的通道是否满足刺激伪迹状态要求；
若满足要求，则按照通道排序选择该通道集合中的通道执行电刺激；
若不满足要求，则空置；
重复步骤S2，至通道达到设定电刺激次数。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时获取皮质间诱发电的预设电刺激序列；
获取皮质间诱发电的预设电刺激序列包括：
构建多个功能相关的不同通道集合；
对通道集合排序，即任一通道集合中未执行电刺激的通道根据任务的脑电激活度获取通道集合的备选值，将不同通道集合对应的备选值进行排序，得到所属通道集合的序列；
根据任务的脑电激活度进行通道排序；
将排序后的通道顺序作为皮质间诱发电的预设电刺激序列。
12.根据权利要求11所述的计算机可读存储介质，其特征在于，
构建多个功能相关的不同通道集合包括：
获取任一功能相关的初始通道集合；
比较多个功能相关的初始通道集合；
通道避重，即将重复通道择一纳入所属的初始通道集合中，得到多个功能相关的不同通道集合，以使通道集合之间不存在重复通道。
13.根据权利要求11所述的计算机可读存储介质，其特征在于，
获取皮质间诱发电的预设电刺激序列还包括在电刺激后根据通道的刺激伪迹状态调整预设电刺激序列；
所述调整预设电刺激序列包括：
步骤S1，选择电刺激通道执行初次电刺激；
步骤S2，按照通道集合排序依次检测各通道集合中的通道是否满足刺激伪迹状态要求；
若满足要求，则按照通道排序选择该通道集合中的通道执行电刺激；
若不满足要求，则空置；
重复步骤S2，至通道达到设定电刺激次数。
14.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时获取皮质间诱发电的预设电刺激序列；
获取皮质间诱发电的预设电刺激序列包括：
构建多个功能相关的不同通道集合；
对通道集合排序，即任一通道集合中未执行电刺激的通道根据任务的脑电激活度获取通道集合的备选值，将不同通道集合对应的备选值进行排序，得到所属通道集合的序列；
根据任务的脑电激活度进行通道排序；
将排序后的通道顺序作为皮质间诱发电的预设电刺激序列。
15.根据权利要求14所述的计算机程序产品，其特征在于，
构建多个功能相关的不同通道集合包括：
获取任一功能相关的初始通道集合；
比较多个功能相关的初始通道集合；
通道避重，即将重复通道择一纳入所属的初始通道集合中，得到多个功能相关的不同通道集合，以使通道集合之间不存在重复通道。
16.根据权利要求14所述的计算机程序产品，其特征在于，
获取皮质间诱发电的预设电刺激序列还包括在电刺激后根据通道的刺激伪迹状态调整预设电刺激序列；
所述调整预设电刺激序列包括：
步骤S1，选择电刺激通道执行初次电刺激；
步骤S2，按照通道集合排序依次检测各通道集合中的通道是否满足刺激伪迹状态要求；
若满足要求，则按照通道排序选择该通道集合中的通道执行电刺激；
若不满足要求，则空置；
重复步骤S2，至通道达到设定电刺激次数。
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