[发明专利]一种新型基于皮层脑电的功能定位系统

说明书

本发明公开了一种基于皮层脑电和同步行为记录的脑功能定位方法：同步采集行为追踪数据和皮层脑电数据；对行为追踪数据进行处理得到行为强度时间序列；对皮层脑电数据进行处理得到脑活动时间序列；计算得到行为强度序列和脑活动序列在不同时间延迟下的相关性；筛选确定重要功能位点。所述方法能够对大脑功能区进行快速可靠的定位，适用于术中唤醒重复测查；且其允许临床医生根据病人的实际情况灵活调整测查所用内容，适用于儿童或认知功能受损的患者。

技术领域

本发明涉及神经工程领域，尤其是涉及一种基于皮层脑电和同步行为记录的脑功能定位方法。

背景技术

神经外科手术对于药物难治性癫痫，脑血管疾病以及脑肿瘤等均有较好的治愈效果。但是，当大脑的重要功能区与病灶临近或重合时，其便会受到损毁手术的影响，从而引起功能损伤。大部分术后功能区受损的病人会在3个月内得到恢复，但约有5％的病人会形成永久损伤。因此，如何能准确地对大脑重要的功能区进行定位对手术方案的制定和病人的预后有重要意义。经颅磁刺激和功能核磁成像等技术在手术前就能通过无创的方式对相关皮层功能区进行较好的评估，但其不能取代作为“金标准”的皮层电刺激技术得到的结果，除了由于其各自受技术原理所限而造成的精确度不够之外，还受到其他原因的影响，比如，颅骨打开会造成大脑轻微形变，致使术前功能定位结果无法与书中皮层结构精确配准；另外，开颅手术时，大脑皮层可能会发生急性功能移位现象，造成与术前功能定位显著的差异。

虽然皮层电刺激技术目前仍被作为神经外科手术皮层功能定位的标准操作流程，但其在可靠性、实施效率以及安全性等方面的问题使得研究者们一直在寻求新的替代方案。在此方面，皮层脑电图中反映的40-150赫兹之间的高频伽马活动，因其具有的高时间和空间分辨率和功能特异性而被认为是目前最有前景的替代指标。

本发明旨在提供一种基于皮层脑电和同步行为记录的脑功能定位方法，以便辅助神经外科医生对大脑重要功能区进行快速可靠的定位，为手术规划和术中保护提供依据。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明提供一种基于皮层脑电和同步行为记录的脑功能定位方法，以便辅助神经外科医生对大脑重要功能区进行快速可靠的定位，为手术规划和术中保护提供依据。

为实现上述目的，本发明提出一种基于皮层脑电和同步行为记录的脑功能定位方法，包括以下步骤：

步骤1：同步采集行为追踪数据和皮层脑电数据；

步骤2：对行为追踪数据进行处理得到行为强度时间序列；

步骤3：对皮层脑电数据进行处理得到脑活动时间序列；

步骤4：计算得到行为强度序列和脑活动序列在不同时间延迟下的相关性；

步骤5：筛选确定重要功能位点。

本发明的优点：

(1)本发明提出了一种在不依赖刺激-反应实验范式的情况下，利用持续行为追踪与神经信号的相关关系评估相关皮层区域重要性的方法。本方法允许施测人员灵活调整方案以适应不同情况，从而拓宽了其应用范围。

(2)另外，经过试验我们发现，该方法在相对少量数据的基础上，经过短时间的处理就能获得有效结果，使得在手术进行当中的有限时间内可以进行多次重复测量，从而大大提高了可靠性。

附图说明

图1为本发明基于皮层脑电和同步行为记录的脑功能定位方法的流程图；

图2为两种行为数据处理实例的示意图；

图3为皮层脑电数据处理实例的示意图；

图4为实施例行为数据与皮层脑电数据延时相关计算结果的示意图；

图5为实例使用本方法得到的重复皮层语言功能定位结果。