磁共振引导的外卡规定位经颅磁刺激靶点方法

1.本发明属于测量技术领域，具体涉及一种磁共振引导的外卡规精准定位经颅磁刺激靶点的方法。


背景技术：

2.经颅磁刺激(tms)是一种无创、聚焦的神经调节技术，目前已广泛应用于多种疾病的治疗，但除了少数疾病疗效较好，多数疾病疗效不佳。实验研究发现，tms的精度，可以达到毫米级，结合功能磁共振的研究也发现，个体化精准定位刺激靶点是提高刺激疗效的关键问题之一。
3.结合磁共振成像的神经导航系统是目前tms精准定位的主要方法，如brainsight导航系统。神经导航系统根据个体磁共振图像为受试者皮肤建模，并使用红外相机等设备对靶点进行定位和校准，可以实现毫米级误差的精准定位。然而，由于导航系统操作复杂且价格非常昂贵(五万美元以上)，导致其在临床治疗中使用率非常低。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是提供一种简单方便、成本低廉的磁共振引导的外卡规精准定位经颅磁刺激靶点方法。
5.本发明方法可以采用以下两种方案实现：
6.方案1.
7.步骤(1)在被试者额头处贴两个成像标识物，并在每个标识物中心做标记。所述的标识物能够在磁共振图像上成像。
8.步骤(2)被试者进行磁共振扫描，确定皮层刺激靶点，同时标识物在磁共振图像上成像。
9.步骤(3)在磁共振图像上，测量皮层刺激靶点与头皮之间的欧氏距离，选择头皮上欧氏距离最短的点作为头皮刺激靶点，即经颅磁刺激靶点。
10.步骤(4)测量磁共振图像上每个标识物与头皮刺激靶点的欧氏距离。
11.步骤(5)将两个卡规的距离分别设置为对应标识物与头皮刺激靶点的欧氏距离，所述的卡规为带手柄数显外卡规(测量范围0-240mm)。
12.步骤(6)将两个卡规的一端分别抵住对应标识物的中心，另一端在被试者头皮画圆弧线，两个卡规所画圆弧线的交点即为确定的经颅磁刺激靶点。
13.方案2.
14.步骤(1)在被试者额头处贴三个成像标识物，分别为第一、第二和第三标识物，在每个标识物中心做标记；所述的标识物能够在磁共振图像上成像。
15.步骤(2)被试者进行磁共振扫描，确定皮层刺激靶点，同时标识物在磁共振图像上成像。
16.步骤(3)在磁共振图像上，测量皮层刺激靶点与头皮之间的欧氏距离，选择头皮上
欧氏距离最短的点作为头皮刺激靶点，即经颅磁刺激靶点。
17.步骤(4)测量磁共振图像上每个标识物与头皮刺激靶点的欧氏距离。
18.步骤(5)将三个卡规的距离分别设置为对应标识物与头皮刺激靶点的欧氏距离，所述的卡规为带手柄数显外卡规(测量范围0-240mm)。
19.步骤(6)将两个卡规的一端分别抵住对应的第一和第二标识物的中心，另一端在被试者头皮画两条圆弧线，第一圆弧线和第二圆弧线的交点为第一交点；然后将第三个卡规的一端抵住对应的第三标识物的中心，另一端在被试者头皮画第三圆弧线，第三圆弧线与第一或第二圆弧线的交点为第二交点；量取第一交点与第二交点的距离，如果小于等于设定距离，则第一和第二交点连线中的任意点即为确定的经颅磁刺激靶点；如果大于设定距离，则确定第三圆弧线与第二或第一圆弧线的交点为第三交点，第一和第三交点连线中的任意点即为确定的经颅磁刺激靶点；所述的第一、第二和第三标识物为任意选择。设定距离为1～3mm。
20.方案1相对于方案2更加快捷，而方案2相对于方案1更加准确，消除了操作失误带来的影响。
21.本发明方案提出的磁共振引导的外卡规精准定位经颅磁刺激靶点方法，实现成本低(每个外卡规200元，每个硅胶防撞贴0.2元)，操作简便(定位时间10分钟左右)，且误差为毫米级，较为精准。需要说明的是，本定位方法并不是为了取代导航系统，而是为无导航系统的tms研究与临床治疗提供一种个体化精准定位靶点的方法。
附图说明
22.图1为本发明方法中三个成像标识物位置示意图；
23.图2为磁共振图像上标识物与头皮刺激靶点的欧氏距离示意图。
具体实施方式
24.以下结合具体实施例和附图对本发明做进一步说明，应理解这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本技术所附权利要求所限定的范围。
25.材料：带手柄数显外卡规(测量范围0-240mm)，另选取可成像的直径10mm、厚度2mm硅胶防撞贴作为成像标识物。
26.步骤1.如图1所示，在被试额头处贴三个成像标识物(m1，m2，m3)，并在标识物中心做标记后被试进行磁共振扫描。
27.步骤2.被试扫描磁共振后，通过磁共振数据分析方法(如静息态功能连接、任务激活等)确定皮层刺激靶点。
28.步骤3.确定皮层靶点后，计算该靶点与头皮欧氏距离最短的点作为头皮刺激靶点(t)，即本方法定位的靶点。
29.步骤4.如图2所示，计算磁共振图像上每个标识物与头皮刺激靶点的欧氏距离(m1-t，m2-t，m3-t)。
30.步骤5.将两个卡规的距离设置为上一步中计算的欧氏距离(例如m1-t，m2-t)。
31.步骤6.两名定位者各手持一个卡规，卡规的一端抵住标识物圆心，另一端向靶点
位置附近靠拢，两个卡规的交点位置即为定位的头皮靶点(t')。
32.步骤7.用记号笔在定位靶点处做记号，随后可用m1、m3标识物再次定位，若两次定位的误差小于3mm，则定位完成。
33.两次定位误差大于3mm，则使用m2、m3标识物重新定位。
34.也可以采用两个成像标识物，直接将两个卡规所画圆弧线的交点确定为经颅磁刺激靶点。
35.本验证实验由两名测量者对十名被试(五男五女)进行定位并验证准确性，本实验已经过杭州师范大学认知与脑疾病研究中心伦理委员会审批通过。
36.步骤a.在被试额头处贴上成像标识物，包括:(1)m1-m4：用于定位的标识物；(2)t1、t2：事先任意在头顶选择的两个头皮靶点；随后被试进行磁共振扫描。
37.被试扫描磁共振后，在磁共振图像上计算标识物和靶点之间的欧氏距离(t1-m1，t1-m2，t1-m3，t1-m4；t2-m1，t2-m2，t2-m3，t2-m4)。
38.步骤b.使用记号笔在每个头皮靶点(t1、t2)附近随机标记两个点，称为验证点(a1、b1验证t1；a2、b2验证t2)，用于验证定位误差。
39.步骤c.在定位前，使用游标卡尺测量每个头皮靶点(t1、t2)与验证点之间的距离(a1-t1,b1-t1；a2-t2,b2-t2)，该距离作为标准距离，以验证外卡规定位的准确性；游标卡尺测量头皮靶点与验证点之间的误差非常小，可以当作标准。
40.步骤d.移除头皮靶点处的标识物，使用卡规进行靶点定位。共有两名测量者对十名被试进行靶点定位。
41.步骤e.以m1和m2对t1进行定位为例；按照定位说明，得到头皮靶点t1'；然后使用游标卡尺测量t1'与验证点a1、b之间的距离，即a1-t1'和b1-t1'，然后擦掉t1'。
42.步骤f.对于两个头皮靶点(t1，t2)，分别使用不同的标识物(m1-m4)各定位两次，共4次，即m1和m2定位t1、m3和m4定位t1、m1和m2定位t2、m3和m4定位t2；每次定位后按照上述步骤验证。
43.误差计算：比较验证步骤四测量的距离(如a1-t1)和验证步骤六测量的距离(如a1-t1')的误差。并对十名被试的误差平均值进行统计分析。
44.经过误差分析本方法的准确性为2.32mm，与目前应用广泛的神经导航系统的误差较为接近。
45.该方法实现成本低(每个外卡规200元，每个硅胶防撞贴0.2元)，操作简便(定位时间10分钟左右)，且误差为毫米级，较为精准；需要说明的是，本定位方法并不是为了取代导航系统，而是为无导航系统的tms研究与临床治疗提供一种个体化精准定位靶点的方法。