本发明涉及立体定向脑电图数据处理,具体涉及一种基于医学影像规划seeg深部电极置入路径的方法与系统。
背景技术:
1、癫痫(epilepsy)是一种由大脑神经元突发性异常放电引起的中枢神经系统疾病,是全球范围内最常见的神经系统疾病之一。
2、目前,癫痫的治疗主要有药物治疗、手术治疗和神经调控治疗三种。药物治疗是目前最主要的治疗方法。约有70%的癫痫可以通过药物控制其发作,但仍然有30%左右的患者无法通过药物治疗,这部分患者属于抗药性癫痫,通过手术切除致痫病灶区是治疗的最佳选择。立体定向脑电图技术(seeg)是一种通过微创手术将深部电极放入脑深部特定的位置(也就是靶点),通过电信号定位致痫区的方法。对于电极置入的靶点位置区域,通常主要依赖于医生的临床经验,设计电极置入路径。
3、现有技术中,也有借助计算机来规划电极置入路径,例如公开号为cn109771033a的中国专利公开了一种立体定向脑电电极手术计划方法和系统,对多模态脑影像数据进行特定脑结构的分割,例如灰质、白质等,交互式疑似病灶等感兴趣区域的勾画,根据勾画区域自动生成合适的直插电极来置入靶点,这种依靠靶点来规划路径的方法依赖于对疑似病灶的人工勾画,事实上,这种方法在规划之前已经假定了靶点的位置。
4、致痫区定位理论强调的是对致痫区的识别和定位。致痫区定位理论强调综合、多维度的信息分析,以便更全面、动态地理解和定位致痫区。致痫区是指引发癫痫发作的起始区域,需要考虑的电生理活动类型和范围以及正常生理功能等因素。现有技术中,依靠靶点的定位方法侧重于解剖和几何的精准性,具体来说,现有技术的方案一般是假定知道了靶点的具体位置,而后依据该具体位置来规划电极路径,而这可能忽略了致痫区的电生理特性和动态变化,
5、因此在不确定靶点位置的情况下,如何规划seeg深部电极置入路径保证各个seeg深部电极的最优路径分布是亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、基于上述现状,本发明的主要目的在于提供一种基于医学影像规划seeg深部电极置入路径的方法与系统,以在不确定靶点位置的情况下,规划seeg深部电极置入路径保证各个seeg深部电极的最优路径分布。
2、为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
3、第一方面,本发明实施例公开了一种基于医学影像规划seeg深部电极置入路径的方法,包括:
4、步骤s100,接收癫痫患者脑部的医学影像数据,所述医学影像数据由图像采集设备对癫痫患者脑部采集得到;
5、步骤s200,对所述医学影像数据进行数据融合得到目标脑部解剖学影像,其中,所述目标脑部解剖学影像被标注了若干个皮质靶点位置范围和若干个皮质入点位置,所述皮质入点位于大脑凸面皮质区域,所述靶点位置范围为所述皮质入点同侧的非大脑凸面区域;
6、步骤s300,依据癫痫患者的解剖-电-临床证据在经验数据库中匹配查找目标经验模组,所述目标经验模组包含若干固定的路径组合,每个路径有固定的皮质入点范围与皮质靶点位置范围;所述经验数据库为依据先验经验建立;
7、步骤s400,基于所述目标脑部解剖学影像的个体特征、限制条件和所述目标经验模组动态计算筛选目标seeg电极路径,所述目标seeg电极路径表示目标皮质入点到目标靶点的置入路径,所述目标seeg电极路径为多个seeg电极置入靶点位置范围的路径。
8、可选地,在所述步骤s400中:
9、所述限制条件包括躲避关键区、seeg电极与血管的距离下限值和入颅角度评价中的一种或多种;及,包括:
10、通过所述限制条件筛选得到所述目标seeg电极路径。
11、可选地,所述步骤s420包括:对所述限制条件中的各个因素加权评分得到各个电极路径的评价得分;将评价得分最高的电极路径确定为所述目标seeg电极路径。
12、可选地,所述入颅角度评价为所述seeg电极与颅骨的角度与90°的差值绝对值越小越好。
13、可选地,在所述步骤s200和所述步骤s300之间,还包括:
14、步骤s210,按预设规则对所述目标脑部解剖学影像进行脑部区域划分;
15、在所述步骤s300中,以区域划分后的目标脑部解剖学影像为对象在所述经验数据库中匹配查找目标经验模组。
16、可选地,在所述步骤s200和所述步骤s400之间,还包括:
17、步骤s220,获取患者脑部的所述关键区信息,并在所述目标脑部解剖学影像中依据所述关键区信息标记所述关键区。
18、可选地,在所述步骤s100中,所述图像采集设备包括磁共振和/或ct。
19、可选地,在所述步骤s300中,所述解剖-电-临床证据包括:
20、基于患者个体化的癫痫影像结果、发作间期和发作期的头皮脑电特征数据,以及通过视频脑电监测捕捉到的患者特征性发作症状数据。
21、第二方面,本发明实施例公开了一种基于医学影像规划seeg深部电极置入路径的装置,包括:
22、图像数据获取模块,用于接收癫痫患者脑部的医学影像数据,所述医学影像数据由图像采集设备对癫痫患者脑部采集得到;
23、数据融合模块,用于对所述医学影像数据进行数据融合得到目标脑部解剖学影像,其中,所述目标脑部解剖学影像被标注了若干个皮质靶点位置范围和若干个皮质入点位置,所述皮质入点位于大脑凸面皮质区域,所述靶点位置范围为所述皮质入点同侧的非大脑凸面区域;
24、目标模组匹配模块,用于依据癫痫患者的解剖-电-临床证据在经验数据库中匹配查找目标经验模组,所述目标经验模组包含若干固定的路径组合,每个路径有固定的皮质入点范围与皮质靶点位置范围;所述经验数据库为依据先验经验建立;
25、目标路径调整模块,用于基于所述目标脑部解剖学影像的个体特征、限制条件和所述目标经验模组动态计算筛选目标seeg电极路径,所述目标seeg电极路径为多个seeg电极置入靶点位置范围的路径。
26、第三方面,本发明实施例公开了一种基于医学影像规划seeg深部电极置入路径系统,包括:
27、图像采集设备,用于对患者脑部采集得到的目标采样图像数据;
28、控制器,采用上述第一方面公开的方法进行癫痫seeg电极路径规划;或者,包括上述第二方面公开的装置。
29、第四方面,本发明实施例公开了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,存储介质中存储的计算机程序用于被处理器执行实现上述第一方面公开的方法。
30、【有益效果】
31、依据本发明实施例公开的一种基于医学影像规划seeg深部电极置入路径的方法与系统,在接收癫痫患者脑部的医学影像数据后,对医学影像数据进行数据融合得到目标脑部解剖学影像,而目标脑部解剖学影像被标注了若干个靶点位置范围和若干个皮质入点位置范围,依据目标脑部解剖学影像可以在经验数据库中匹配查找目标经验模组,也就是,利用先验知识可以获得匹配的目标经验模组,使得模组能够更匹配当前的目标脑部特征,在此基础上,利用个体特征、限制条件来对目标经验模组进行动态调整,从而得到更符合目标脑部特征得目标seeg电极路径,由此实现了依据先验知识快速获得匹配的经验模组,并且该目标经验模组关联了皮质入点和皮质靶点,也即并非单一考虑靶点位置,而是通过皮质入点和靶点的路径对应关系来确定目标经验模组,从而使选择的目标经验模组能够使皮质入点和皮质靶点有机结合在一起,而依据目标脑部特征动态调整得到目标seeg电极路径,实现了seeg电极路径的优化,也就是能够确保针对不同个体来找到各个seeg深部电极的最优电极路径;并且,由于目标脑部解剖学影像被标注的是若干个皮质靶点位置范围,而没有假定实际靶点,也就是在进行seeg电极置入前靶点是未知的,而是通过符合其癫痫网络的电极覆盖模式来确认实际靶点(即真正的致痫脑区),相较于现有技术中靶点本身可能有误得情形(即假设错误),本技术提高了找出真正致痫脑区的概率。
32、本发明的其他有益效果,将在具体实施方式中通过具体技术特征和技术方案的介绍来阐述,本领域技术人员通过这些技术特征和技术方案的介绍,应能理解所述技术特征和技术方案带来的有益技术效果。
1.一种基于医学影像规划seeg深部电极置入路径的方法,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的基于医学影像规划seeg深部电极置入路径的方法,其特征在于,在所述步骤s400中:
3.如权利要求2所述的基于医学影像规划seeg深部电极置入路径的方法,其特征在于,所述步骤s420包括:对所述限制条件中的各个因素加权评分得到各个电极路径的评价得分;将评价得分最高的电极路径确定为所述目标seeg电极路径。
4.如权利要求3所述的基于医学影像规划seeg深部电极置入路径的方法,其特征在于,所述入颅角度评价为所述seeg电极与颅骨的角度与90°的差值绝对值越小越好。
5.如权利要求1-4任意一项所述的基于医学影像规划seeg深部电极置入路径的方法,其特征在于,在所述步骤s200和所述步骤s300之间,还包括:
6.如权利要求2所述的基于医学影像规划seeg深部电极置入路径的方法,其特征在于,在所述步骤s200和所述步骤s400之间,还包括:
7.如权利要求1-4任意一项所述的基于医学影像规划seeg深部电极置入路径的方法,其特征在于,在所述步骤s100中,所述图像采集设备包括磁共振和/或ct。
8.如权利要求1-4任意一项所述的基于医学影像规划seeg深部电极置入路径的方法,其特征在于,在所述步骤s300中,所述解剖-电-临床证据包括:
9.一种基于医学影像规划seeg深部电极置入路径的装置,其特征在于,包括:
10.一种基于医学影像规划seeg深部电极置入路径系统,其特征在于,包括:
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,存储介质中存储的计算机程序用于被处理器执行实现如权利要求1-8任一项所述的方法。
