[发明专利]基于增强现实的精准经颅磁刺激在线导航方法

说明书

本发明公开了一种基于增强现实的精准经颅磁刺激在线导航方法，基于增强现实技术，可以通过将被试头颅的磁共振结构像投射于现实头颅，将精准的颅内干预位点和干预路径可视化，在线引导经颅磁刺激线圈的精准摆放，有效提高经颅磁刺激的精准性；将操作平台从远端的电脑屏幕转移至被试的实际头颅，经颅磁刺激实施者只需要根据可视化的模型放置线圈，大幅降低了操作难度，降低了对昂贵的、不可便携的现有神经导航硬件的依赖；可与常规的经颅磁刺激设备及各种型号线圈配合使用，增强现实设备具有操作简便、可便携、可移动、成本低优势，易于推广，将极大提高设备的使用效率和应用范围，惠及基础研究和临床应用，具有更广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于经颅磁刺激技术领域，具体涉及一种基于增强现实的精准经颅磁刺激在线导航方法。

背景技术

经颅磁刺激是一种新兴的具有代表性的颅外无创神经调控技术，被广泛应用于认知神经科学领域内的脑功能探索，在精神科、神经科、康复科等的临床应用也日益受到关注。经颅磁刺激通过在颅外以一定强度施加特定频率的磁脉冲，穿透颅骨到达大脑皮层产生感应电流，引起局部神经源去极化，起到兴奋或抑制的作用。经颅磁刺激中待干预的实际位点位于颅内大脑皮层，是关键参数，将决定经颅磁刺激对大脑功能的调控作用。而经颅磁刺激线圈实际放置在颅外，直接干预位点位于头皮表面，如何建立颅外头皮位点和颅内皮层位点间的精准映射关系，引导经颅磁刺激线圈准确地摆放，是该领域的一个重要问题。

目前，经颅磁刺激颅外头皮位点的选择主要有三种:一是根据“5cm”法则，以初级运动皮层“热点”前移5cm作为背外侧前额叶干预位点；二是依据脑电的10-20定位系统，选择合适的导联位置作为干预位点。这两种方法均无法获得被试个体的实际颅内皮层位点信息，个体的差异性可能导致实际颅内干预位点不准确，非实际希望干预的位点；第三种方法则是借助神经导航系统，以被试个体的磁共振影像引导，通过导航系统跟踪实际个体的位置信息和经颅磁刺激线圈的位置信息，实现颅外位点的精准定位。但神经导航系统昂贵、非便携式，且操作者需跟随远端电脑屏幕进行定位操作，操作难度大、耗时久，需要操作者有较好的解剖学背景，熟悉大脑结构，不易推广和普及。CN109701160A公开了一种影像引导下可见光定位导航装置及方法，包括图像工作站及配套功能软件系统、经颅磁刺激线圈、标记件、空间定位传感器、探针、双目相机。本发明的有益效果：利用可见光光学空间定位重建图像技术，采用基于光学的双目相机结合由医学影像建立的大脑三维模型数据进行导航。该专利虽然利用可见光光学定位新技术替代了传统的近红外技术进行空间定位，但是仍然存在系统非便携式、操作难度大、耗时久、不宜推广等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于增强现实的精准经颅磁刺激在线导航方法，以解决现有技术中的不足。

为了达到上述目的，本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

提供一种基于增强现实的精准经颅磁刺激在线导航方法，其中，包括：

S1、获取被试的头部磁共振结构的影像信息；

S2、生成待接受经颅磁刺激被试的三维头颅模型，三维头颅模型包括颅外表面模型和颅内皮层模型；

S3、在颅内皮层模型上确定经颅磁刺激待干预的颅内皮层位点，在颅外表面模型上确定颅外干预位点，并形成干预路径；

S4、确定经颅磁刺激线圈在头颅表面上的位置和方向，在三维头颅模型上生成经颅磁刺激线圈的模型；

S5、通过增强现实装置将被试的三维头颅模型投射到被试的实际头颅，实现配准；

S6、将经颅磁刺激线圈放入三维头颅模型的线圈模型位置并加以固定。

上述基于增强现实的精准经颅磁刺激在线导航方法，其中，在步骤S3中，选择手动定义颅外干预位点，连接颅外干预位点和颅内皮层位点，形成干预路径。