[发明专利]基于功能性近红外导向的经颅磁刺激系统及方法

权利要求书

1.一种基于功能性近红外导向的经颅磁刺激系统，其特征在于，包括：

功能性近红外-经颅磁刺激耦合模块，用于同步采集经颅磁刺激对受试者脑区产生激活或抑制的前、中、后期的实时脑血氧信号；

近红外检测模块，用于根据所采集的脑血氧信号判定和校准靶点位置，检测磁刺激对靶向脑区的激活或抑制程度，并且实时在线调整磁刺激参数；

脑功能分析模块，用于通过分析所采集的脑血氧信号，检测多频段下的经颅磁刺激对脑功能的影响及变化，评价并反馈磁刺激对受试者的动态脑功能的影响效果，

所述近红外检测模块具有可视化系统，若进行磁刺激时反应点偏离靶点，则需对刺激靶点进行校正，从而能够判定靶点是否需要被调整，并且当靶点校正完毕后，该可视化系统能够在刺激状态下，呈现实时的可视化脑区激活图，同时实时显示脑区的激活程度。

2.根据权利要求1所述的基于功能性近红外导向的经颅磁刺激系统，其特征在于，所述功能性近红外-经颅磁刺激耦合模块包括功能性近红外模块与经颅磁刺激模块，所述经颅磁刺激模块包括8字形线圈，线圈的内圈能够容纳所述功能性近红外光谱模块所包括的近红外光源、探头，以及小间距接收探头，并且至少有一个功能性近红外通道位于靶点上方。

3.根据权利要求1所述的基于功能性近红外导向的经颅磁刺激系统，其特征在于，所述功能性近红外光谱模块用于脑血氧信号的同步采集，脑血氧信号的同步采集包括对靶向脑区及对侧半球的相同区域进行同步采集。

4.根据权利要求1所述的基于功能性近红外导向的经颅磁刺激系统，其特征在于，所述脑功能分析模块包括脑区激活模块和大脑半球偏侧性模块，所述脑区激活模块用于对所采集的脑血氧信号进行连续小波变换得出多频段的小波幅值系数，所述大脑半球偏侧性模块用于根据小波幅值系数计算出多频段的侧偏化指数，从而评价并反馈受试者的动态脑功能。

5.一种使用根据权利要求1至4中任一项所述的基于功能性近红外导向的经颅磁刺激系统的方法，包括以下步骤：

将经颅磁刺激时同步采集到的近红外血氧信号输入至近红外检测模块，通过近红外检测模块中的可视化系统来判定靶点是否需要被调整，若进行磁刺激时反应点偏离靶点，则需对刺激靶点进行校正；当靶点校正完毕后，通过可视化系统继续检测磁刺激是否对靶点的血氧信号产生了有效的激活/抑制作用，

将经颅磁刺激时同步采集到的近红外血氧信号同时输入脑功能分析模块，对信号进行数据预处理；

对预处理后的数据进行连续小波变换，通过脑功能分析模块计算小波幅值和偏侧化指数；

根据脑区激活及偏侧化评价脑功能变化，反馈经颅磁刺激效果，进一步制定个性化刺激方案。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，数据预处理使用采用移动标准偏差、样条插值方法、独立成分分析方法有效去除物理噪声和运动伪影，并使用小间距探头去除头皮血氧信号。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，连续小波变换使用复数域的Molet小波作为母小波，对预处理后的各个通道的信号进行连续小波变换，用于获得脑血氧信号时间序列在频域上的主要组成成分。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将小波变换后的结果在时域内进行平均，能够得到每个氧合血红细胞信号在每一个时刻和频率下的小波幅值，由此能够在多频段下评价经颅磁刺激对大脑皮层激活及大脑偏侧性的影响。