CN113730801A - 多通道电痉挛治疗装置、***及服务器 - Google Patents

多通道电痉挛治疗装置、***及服务器 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种多通道电痉挛治疗装置、***及服务器，其结构简单，精准定量，副作用发生概率低。所述装置包括，影像获取模块，用于获取患者脑部影像；影像分割模块，用于将脑部影像根据不同生理组织进行分割；影像重建模块，用于将分割后的脑部影像根据生理组织对应的电学参数构建脑部解剖结构电学模型；有限元仿真模块，用于在满足脑部靶区阈上刺激的条件下，基于解剖结构的电学模型对体表刺激通道的刺激参数进行有限元仿真计算；参数优化模块，用于对仿真计算得到的刺激参数进行优化得到最小刺激电流参数；刺激电极模块，用于分别根据接收的最小刺激电流参数，产生对应的电痉挛刺激。

Description

多通道电痉挛治疗装置、***及服务器
技术领域
本发明涉及生物医学工程领域，具体为多通道电痉挛治疗装置、***及服务器。
背景技术
作为传统电痉挛疗法(ElectroconvulsiveTherapy,ECT)的改进，改良电痉挛疗法(Modlfied ECT,MECT)是在全身麻醉的过程中通过体表电刺激诱发癫痫，从而对抑郁症、精神***症等精神疾病进行治疗的有效方法。
然而，目前临床广泛使用的该技术仍属于经验疗法，在治疗机制上仍然有很多阐述不清的地方；针对不同患者，需要调整刺激电流大小时必须依靠复杂的滴定法测试或者由治疗师根据经验确定；而现有单通道电痉挛治疗体表刺激电流较大(900mA左右)，可能会引起患者认知副作用。进而，在操作层面，其使用传统交流市电供电方式供电和传统复杂昂贵的ECG、EMG传感放大器进行术中监护，使得***较为复杂，昂贵。
其中特别值得注意的是，目前常规单通道高强度刺激电流(900mA左右)对患者具有认知副作用的风险。已知，脑部神经元的过度兴奋是癫痫产生的基本神经生物学机制。但是局部皮层兴奋性参与点燃癫痫的机制尚不完全清楚。尽管依据经典的杏仁核点燃癫痫模型，颞叶内侧脑深部核团杏仁核是所有脑组织中最容易诱发癫痫的核团，但MECT治疗时，受患者个体解剖结构差异的影响以及杏仁核等脑深部核团与刺激电极相对空间位置的影响，杏仁核是否首先被点燃，以及点燃杏仁核后所诱发的是颞叶、额叶、顶叶、枕叶还是岛叶癫痫中的一种或几种混合形式不得而知，只能依靠大电流刺激诱发尽可能多的脑组织兴奋来达到治疗效果，而高强度刺激治疗中对无关脑组织的过度刺激很可能是产生认知副作用的主要原因。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种多通道电痉挛治疗装置、***及服务器，其结构简单，精准定量，副作用发生概率低。
本发明是通过以下技术方案来实现：
多通道电痉挛治疗装置，包括，
影像获取模块，用于获取患者脑部影像；
影像分割模块，用于将脑部影像根据不同生理组织进行分割；
影像重建模块，用于将分割后的脑部影像根据生理组织对应的电学参数构建脑部解剖结构电学模型；
有限元仿真模块，用于在满足脑部靶区阈上刺激的条件下，基于解剖结构的电学模型对体表刺激通道的刺激参数进行有限元仿真计算；
参数优化模块，用于对仿真计算得到的刺激参数进行优化得到最小刺激电流参数；
刺激电极模块，用于分别根据接收的最小刺激电流参数，产生对应的电痉挛刺激。
可选的，所述影像分割模块，具体用于将脑部影像根据生理组织分割为颅骨、脑灰质、脑白质以及脑脊液；
所述影像重建模块，具体用于将分割后的脑部影像，根据生理组织颅骨、脑灰质、脑白质以及脑脊液对应的电学参数构建脑部解剖结构的电学模型；所述的电学参数为相对介电常数和电导率。
可选的，还包括用于电极驱动的驱动单元，所述驱动单元根据接收的最小刺激电流参数中的刺激通道数和刺激电流强度，分别驱动所述多个刺激电极。
可选的，还包括生命体征监护模块，用于接收患者的光电容积波信号和脑电信号，提取光电容积波信号和脑电信号中的生理指标进行监护。
可选的，还包括数据采集模块，用于采集患者的光电容积波信号和脑电信号，并将光电容积波信号和脑电信号传送给生命体征监护模块。
多通道电痉挛治疗***，包括，
影像设备，用于采集患者的脑部影像；
服务器，用于将不同患者脑部影像根据生理组织类型进行分割；用于将分割后的脑部影像根据生理组织对应的电学参数构建脑部解剖结构的电学模型；用于在满足脑部靶区阈上刺激的条件下，基于电学模型对体表刺激通道的刺激参数进行有限元仿真计算；用于对仿真计算得到的刺激参数进行优化得到最小刺激电流参数；用于将最小刺激电流参数发送给不同用户端；
用户端，用于接收服务器发送的与患者用户端匹配的最小刺激电流参数，分别根据接收的最小刺激电流参数，通过用户端的多个刺激电极产生相应的电痉挛刺激。
可选的，所述的用户端，还包括数据采集单元，用于接收光电容积波导联采集患者的光电容积波信号，用于接收脑电导联采集患者的脑电信号，用于将接收的光电容积波信号和脑电信号传送给服务器。
可选的，还包括生命体征监护装置，用于接收用户端发送的光电容积波信号和脑电信号，用于提取光电容积波信号和脑电信号中的生理指标进行监护。
多通道电痉挛治疗服务器，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现如下步骤，
获取患者的脑部影像；
将脑部影像根据生理组织进行分割；
将分割后的脑部影像根据生理组织对应的电学参数构建脑部解剖结构电学模型；
在满足脑部靶区阈上刺激的条件下，基于解剖结构的电学模型对体表刺激通道的刺激参数进行有限元仿真计算；
对仿真计算得到的刺激参数进行优化得到最小刺激电流参数；
将最小刺激电流参数发送给多个用户端所对应的刺激电极，用于多个用户端的刺激电极分别产生相应的电痉挛刺激。
多通道电痉挛治疗计算机可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如下步骤，
获取患者的脑部影像；
将脑部影像根据生理组织进行分割；
将分割后的脑部影像根据生理组织对应的电学参数构建脑部解剖结构电学模型；
在满足脑部靶区阈上刺激的条件下，基于解剖结构电学模型对体表刺激通道的刺激参数进行有限元仿真计算；
对仿真计算得到的刺激参数进行优化得到最小刺激电流参数；
将最小刺激电流参数发送给多个用户端所对应的刺激电极，用于多个用户端的刺激电极分别产生相对应的电痉挛刺激。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明基于患者个体影像建立电学模型，通过仿真模拟能够精确计算引起靶区阈上刺激时体表各刺激通道施加的最小刺激电流，实现了从粗放的经验刺激到精准的定量刺激的转变；并且通过以体表多通道电痉挛刺激取代传统的单通道刺激，在不影响效果的前提下，减少了刺激路径的组织激活体积，降低了认知副作用发生的可能性。
进一步的，通过简单、性价比高的光电容积波信号进行生理监测，有效降低了***的复杂性和***成本，提高了***的可靠性。
附图说明
图1为本发明实例1中所述的装置示意图。
图2为本发明实例3中所述的***示意图。
图3为本发明实例4中所述的***示意图。
图4为本发明实例1中所述多通道电痉挛治疗方法电极安放示意图。
图5为本发明实例1中所述多通道刺激在颅部形成的电流密度对比图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、元件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
在本发明中，“模块”、“装置”、“***”等指应用于计算机的相关实体，如硬件、硬件和软件的组合、软件或执行中的软件等。详细地说，例如，元件可以、但不限于是运行于处理器的过程、处理器、对象、可执行元件、执行线程、程序和/或计算机。还有，运行于服务器上的应用程序或脚本程序、服务器都可以是元件。一个或多个元件可在执行的过程和/或线程中，并且元件可以在一台计算机上本地化和/或分布在两台或多台计算机之间，并可以由各种计算机可读介质运行。元件还可以根据具有一个或多个数据包的信号，例如，来自一个与本地***、分布式***中另一元件交互的，和/或在因特网的网络通过信号与其它***交互的数据的信号通过本地和/或远程过程来进行通信。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”，不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
实例1
本发明针对现有基于经验值选取的单通道电痉挛治疗装置和方法对治疗方法机理阐述不清；单通道电痉挛治疗体表刺激电流较大，可能引起认知副作用风险，提供一种多通道电痉挛治疗装置，如图1所示，包括，
影像获取模块101，用于获取患者的脑部影像，并将所获得的解剖图像送入到影像分割模块102进行处理。
其中，患者的脑部影像为患者颅脑磁共振影像，通常，能够区分灰质、白质，脑脊液组织成分的磁共振序列有很多，如常规头颅T1、T2序列，以及T2的FLAIR序列，都可以提供单帧512*512像素的高分辨率图像，但上述序列一般不采集完整的颅骨影像，因此建模时无法建立完整的颅骨几何和物理模型；本发明选用采集了完整颅部影像的单帧256*256像素的OAx DWI Asset轴位弥散加权成像序列，事实上，256*256像素的计算精度已完全可以区分颅骨、脑脊液、灰质、白质，可以满足物理建模的需求。
影像分割模块102，用于将目标脑部影像根据生理组织进行分割；
其中，根据患者颅脑磁共振影像生成分割为颅骨、脑灰质、脑白质以及脑脊液等四种生理组织；
影像重建模块103，用于将分割后的脑部影像根据生理组织对应的电学参数构建脑部解剖结构的电学模型；
其中，所述的电学参数是相对介电常数和电导率。
多物理场仿真模块104，用于在满足脑部靶区阈上刺激的条件下，基于解剖结构电学模型对体表刺激通道的刺激参数进行有限元仿真计算；
其中，在进行多物理场仿真计算时，以有限元模型进行多物理场仿真；
外部电刺激条件下的颅脑部位电场分布计算的实质是求解多种生物组织构成的介质中的麦克斯韦方程组。即：
·D＝ρ
·B＝0
Figure BDA0003200900450000071
Figure BDA0003200900450000072
同时，在每种组织介质中，场量之间必须满足组织介质的本构关系也就是在均匀、各向同性介质中：
D＝εE；
B＝μH；
J＝σE
从而获得麦克斯韦方程组的限定形式：
·(εE)＝ρ
·(μH)＝0
Figure BDA0003200900450000073
Figure BDA0003200900450000081
其中ρ是电荷密度(C/m3)，而ε代表介电常数，μ是磁导率,σ是导电率(S/m),而在非均匀介质中，还要考虑电磁场在界面上的边界值关系，并利用t＝0时场量的初始条件求解空间任意点在时间任意时刻的电磁场值。
参数优化模块105，用于对仿真计算得到的刺激参数进行优化得到最小刺激电流参数；
首先计算给定颅脑表面刺激电流时，脑深部核团(海马、杏仁核区域)靶区内刺激电流大小；设置颅脑表面的刺激电流从0至400mA范围内变化，以10mA为步进值，每设定一次刺激电流，计算对应的脑深部核团(海马、杏仁核区域)靶区内的面电流密度，根据核团横截面的半径计算横截面大小，进而获得该横截面上通过的刺激电流并记录。当确定某一颅脑表面的刺激电流可以诱发核团组织的癫痫发作后，以该颅脑体表刺激电流±5mA为范围，以1mA为步进值，重新计算设定刺激电流值所对应的核团横截面上通过的刺激电流大小，从而以1mA的精度获得超过核团癫痫发作阈值的最小颅脑表面刺激电流。
刺激电极模块106，用于分别根据接收的最小刺激电流参数，产生对应的电痉挛刺激。
其中，通过该装置具有的多个独立的刺激通道，本优选实例中以3个为例进行说明，在颅脑表面通过不同部位的不同刺激通道施加经优化的多个较低最小刺激电流，同时作用于脑部靶区，在靶区叠加形成阈上电刺激，取代现有仅通过同一部位施加单个较强电流刺激通道在靶区直接形成阈上电刺激的装置，从而在维持原有刺激效果的基础上降低每刺激通路上流过的刺激电流，实现降低认知副作用的目的。在具体进行使用时，如图4所示，第一对刺激电极位于颞叶两侧太阳穴；第二对电极位于前囟门两侧五处穴；第三对附加电极位于后囟门附近络却穴。
本发明不是基于经验选取刺激电流大小，而是基于患者个体颅脑磁共振影像建立电学模型，精确计算引起脑部杏仁核靶区阈上刺激时体表各刺激通道施加的最小损伤刺激电流，实现了从粗放的经验疗法到精准的定量疗法的转变；同时以体表多通道电痉挛刺激在颅脑杏仁核靶区叠加形成阈上刺激，取代传统的单通道电痉挛直接施加靶区的阈上刺激，如图5所示，本发明所述多通道电痉挛治疗时不同刺激通道数目产生的电流密度分布。显然在杏仁核达到刺激阈值时，每刺激通道刺激电流随通道数目增多而减少，从而得到在本优选实例中，能够将单通道时每通道刺激电流191.38±64.79mA降至双通道时中每通道刺激电流为163.16±55.87mA；三通道时中每通道刺激电流为146.73±51.97mA；且三者之间存在显著性差异(p≤0.0001)尽管多通道刺激电流的总和可能高于单通道刺激电流，但每个刺激路径上的电流明显低于单通道刺激电流，在不影响治疗效果的前提下，减少了刺激路径的组织激活体积，降低了认知副作用发生的可能性。
实例2
在实例1的基础上，本发明还包括生命体征监护模块，用于接收患者的光电容积波信号和脑电信号，提取光电容积波信号和脑电信号中的生理指标进行监护。从而在实际使用中对患者的生命体征进行监测。
其中在使用时，在三个独立的刺激通道分别被驱动形成多通道电痉挛刺激之前即开始接收光电容积波放大器、脑电放大器检测的光电容积波和脑电信号，进行生命体征监测。本发明的优选实例中，还包括数据采集模块，用于采集患者的光电容积波信号和脑电信号，并传送给生命体征监护模块。通过数据采集、传输和显示的完整流程，实现本发明所述装置的监护功能。
实例3
针对实际情况中术中监护设备复杂且不实用，实际治疗中往往弃之不用；电痉挛治疗装置体积较大、供电复杂，难以离开物理治疗手术室使用的现状。本发明又一实例中提供一种多通道电痉挛治疗***，如图2所示，其包括，
影像采集模块201，用于采集患者的脑部影像；
服务器202，用于将患者脑部影像根据生理组织进行分割；并将分割后的脑部影像根据生理组织对应的电学参数构建脑部解剖结构的电学模型；用于在满足脑部靶区阈上刺激的条件下，基于电学结构模型对体表刺激通道的刺激参数进行多物理场仿真计算；用于对仿真计算得到的刺激参数进行优化得到最小刺激电流参数；用于将最小刺激电流参数发送给相对应的若干用户端；
用户端203，用于接收服务器发送的与患者用户端匹配的最小刺激电流参数，分别根据接收的最小刺激电流参数，通过用户端的多个刺激电极产生对应的电痉挛刺激。
其中服务器实际是集成了装置中的影像获取模块101、影像分割模块102、影像重建模块103、多物理场仿真模块104和参数优化模块105；将其放置于大、中型精神卫生中心物理治疗科，将影像采集模块201分别分散于医疗卫生机构的影像中心，从而实现***各部分的分离，并可以智能手机、平板电脑等通信设备为分离平台，将事先优化好的参数存储于分离平台，仅携带分离平台和配套的用户端203作为刺激装置进入社区、家庭为不便于入院治疗的患者分散开展随访电痉挛治疗。
与此同时，所述的用户端，还包括数据采集单元，用于接收光电容积波导联采集患者的光电容积波信号，用于接收脑电导联采集患者的脑电信号，用于将接收的光电容积波信号和脑电信号传送给服务器。以及还包括生命体征监护装置，用于接收用户端发送的光电容积波信号和脑电信号，用于提取光电容积波信号和脑电信号中的生理指标进行监护。该部分与用户端203一同，能够实现与其他两部分的分离和便携携带及使用，光电容积波放大器、脑电放大器分别通过光电容积波导联采集指端或腕部光电容积波，通过脑电导联采集脑电信号，同时监测脉率、呼吸、血氧饱和度以及心率变异性等生理参数以及多通道电痉挛治疗效果，为患者术中生命体征监测提供数据。
并且在该实施例中，用户端203可设置为三个或者更多，能够依托于现有的互联网或者物联网，以一个服务器202为核心，利用多个采集模块201实现对患者数据的获取，然后通过对应的用户端203同时对多个患者进行监护和治疗，极大的提高了***的灵活性和适应性。
实例4
如果本发明所述的***仅仅在一个治疗室使用时，实际上可以将***的服务器利用上位机进行代替，具体的，如图3所示。
本发明所述多通道电痉挛治疗装置，包括下述组件：
组件01：上位机。上位机包括部件21～25；其中，
部件21：影像分割器。根据患者术前进行的颅脑磁共振影像生成分割为颅骨、脑灰质、脑白质以及脑脊液等四种生理组织的不同组织影像；其中，所述部件21影响分割器，使用患者术前进行的1.5T或者3.0T OAx DWI Asset轴位弥散加权成像序列磁共振影像；
部件22：影像重建器。根据颅骨、脑灰质、脑白质以及脑脊液等不同组织的电学参数，具体而言为相对介电常数和电导率，重建颅脑电学结构模型；
其中，所述部件22影像重建器影像过程中，相对介电常数和电导率由实测或经验获得：颅骨、脑灰质、脑白质、脑脊液相对介电常数分别为217030、3906100、1667700、109；电导率(S/m)分别为0.0810、2、0.08918、0.058093。
部件23：多物理场仿真器。以有限元模型进行多物理场仿真，在满足脑部靶区阈上刺激的条件下，仿真计算体表刺激通道的刺激电流等刺激参数；
其中，所述部件23多物理场仿真器，计算颅脑靶区杏仁核处形成阈上刺激时，杏仁核阈上刺激阈值由实测或经验获得：约为500uA。
部件24：参数优化器。完成刺激参数的计算以及优化，优化刺激通道数、刺激电流强度等刺激参数，产生最小损伤刺激参数，进而以有线或者无线方式传输至组件02数据采集卡；
部件25：生命体征监护器。以有线或者无线方式将组件02数据采集卡采集的脑电信号、光电容积波信号显示在监护屏幕上，提取其中的心率、呼吸、血氧饱和度以及心率变异性等生理指标供术中监护患者生命体征；
组件02：数据采集卡。以有线或者无线方式传输至组件02数据采集卡进行刺激信号的驱动；同时，上位机内的生命体征监护器以有线或者无线方式将组件02数据采集卡采集的脑电信号、光电容积波信号显示在监护屏幕上，提取其中的心率、呼吸、血氧饱和度以及心率变异性等生理指标供术中监护患者生命体征。具体的，以有线或者无线方式接收由组件01上位机传来的最优最小损伤电流刺激参数，分别驱动组件06、07、08三个独立的刺激通道，形成多通道电痉挛刺激；同时接收组件04光电容积波放大器、05脑电放大器检测的光电容积波和脑电信号，传回组件01上位机；
组件03：高能量密度锂离子电池。为除组件01上位机之外的其它组件提供电源供给；特别是为组件06、07、08三个刺激通道的刺激输出提供相应的能量供应；
组件04：光电容积波放大器。通过组件09光电容积波导联采集指端或腕部光电容积波，同时监测脉率、呼吸、血氧饱和度以及心率变异性等生理参数，送往组件02数据采集卡并传回组件01上位机，为患者术中生命体征监测提供数据；
组件05：脑电放大器。通过组件10脑电导联采集脑电信号，监测多通道电痉挛治疗效果。监测刺激过后是否诱发痫性脑电发作，以此为指征判断电刺激是否有效；
组件06、07、08：为三个完全相同，且相互独立的刺激通道，用于接收数据采集卡的输出信号，产生电痉挛刺激，分别传送至组件11、12、13刺激电极1、刺激电极2以及刺激电极3，将低强度最小刺激电流发放至患者颅脑，在靶区叠加、组合产生阈上刺激，诱发痫性脑电发作以达到治疗目的；
组件09：光电容积波导联。用于将指端或腕部光电容积波信号传送至组件04光电容积波放大器，以提取光电容积波中的脉率、呼吸、血氧饱和度以及心率变异性等生理信息；
组件10：脑电导联。用于检测患者脑电信号并传送至组件05脑电放大器，以检测脑电中是否存在痫性放电；
光电容积波放大器04、脑电放大器05分别通过光电容积波导联09采集指端或腕部光电容积波，通过脑电导联10采集脑电信号，同时监测脉率、呼吸、血氧饱和度以及心率变异性等生理参数以及多通道电痉挛治疗效果，为患者术中生命体征监测提供数据。
组件11、12、13：为3个完全相同，且相互独立的刺激电极。用于将组件06、07以及08三个刺激通道产生的刺激电流递送、发放至患者颅脑，完成治疗过程；
本发明装置由上位机完成刺激参数的计算以及优化，没有采用传统复杂昂贵的ECG、EMG传感放大器进行术中监护，而是采用结构简单、紧凑、性价比高的光电容积波传感放大器，配合EEG放大器实施MECT术中监护，不仅增加了监测的生理参数数目，还有效降低了***的复杂性和***成本，提高了***的可靠性；
本发明没有采用传统交流市电供电方式，而是采用以高能量密度锂电池供电的方式，使得需要在物理治疗手术室中完成的传统单通道电痉挛疗法演变为可在家庭、社区随处开展的社区治疗活动，扩展了治疗适用空间和使用范围，可以有效提高精神类疾病的治疗覆盖率。
在本优选实例中，上位机中部件21～25集成于一体；即：影像分割器、影像重建器、多物理场仿真器、参数优化器、生命体征监护器集成一体；适合于大、中型精神卫生中心物理治疗科集中使用，一台上位机可配备多套刺激装置同步开展治疗工作。
实例5
本发明在实例3的基础上，还提供一种服务器，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现如下步骤，
获取患者的脑部影像；
将脑部影像根据生理组织进行分割；
将分割后的脑部影像根据生理组织对应的电学参数构建脑部解剖结构的电学模型；
在满足脑部靶区阈上刺激的条件下，基于解剖结构的电学模型对体表刺激通道的刺激参数进行多物理场仿真计算；
对仿真计算得到的刺激参数进行优化得到最小刺激电流参数；
将最小刺激电流参数发送给多个刺激电极，用于多个刺激电极分别产生对应的电痉挛刺激。
实例6
本发明在实例3和5的基础上，还包括一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如下步骤，
获取患者的脑部影像；
将脑部影像根据生理组织进行分割；
将分割后的脑部影像根据生理组织对应的电学参数构建脑部解剖结构的电学模型；
在满足脑部靶区阈上刺激的条件下，基于解剖结构电学模型对体表刺激通道的刺激参数进行有限元仿真计算；
对仿真计算得到的刺激参数进行优化得到最小刺激电流参数；
将最小刺激电流参数发送给多个刺激电极，用于多个刺激电极分别产生对应的电痉挛刺激。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.多通道电痉挛治疗装置，其特征在于，包括，
影像获取模块，用于获取患者脑部影像；
影像分割模块，用于将脑部影像根据不同生理组织进行分割；
影像重建模块，用于将分割后的脑部影像根据生理组织对应的电学参数构建脑部解剖结构电学模型；
有限元仿真模块，用于在满足脑部靶区阈上刺激的条件下，基于解剖结构的电学模型对体表刺激通道的刺激参数进行有限元仿真计算；
参数优化模块，用于对仿真计算得到的刺激参数进行优化得到最小刺激电流参数；
刺激电极模块，用于分别根据接收的最小刺激电流参数，产生对应的电痉挛刺激。
2.根据权利要求1所述的多通道电痉挛治疗装置，其特征在于，所述影像分割模块，具体用于将脑部影像根据生理组织分割为颅骨、脑灰质、脑白质以及脑脊液；
所述影像重建模块，具体用于将分割后的脑部影像，根据生理组织颅骨、脑灰质、脑白质以及脑脊液对应的电学参数构建脑部解剖结构的电学模型；所述的电学参数为相对介电常数和电导率。
3.根据权利要求1所述的多通道电痉挛治疗装置，其特征在于，还包括用于电极驱动的驱动单元，所述驱动单元根据接收的最小刺激电流参数中的刺激通道数和刺激电流强度，分别驱动所述多个刺激电极。
4.根据权利要求1所述的多通道电痉挛治疗装置，其特征在于，还包括生命体征监护模块，用于接收患者的光电容积波信号和脑电信号，提取光电容积波信号和脑电信号中的生理指标进行监护。
5.根据权利要求4所述的多通道电痉挛治疗装置，其特征在于，还包括数据采集模块，用于采集患者的光电容积波信号和脑电信号，并将光电容积波信号和脑电信号传送给生命体征监护模块。
6.多通道电痉挛治疗***，其特征在于，包括，
影像设备，用于采集患者的脑部影像；
服务器，用于将不同患者脑部影像根据生理组织类型进行分割；用于将分割后的脑部影像根据生理组织对应的电学参数构建脑部解剖结构的电学模型；用于在满足脑部靶区阈上刺激的条件下，基于电学模型对体表刺激通道的刺激参数进行有限元仿真计算；用于对仿真计算得到的刺激参数进行优化得到最小刺激电流参数；用于将最小刺激电流参数发送给不同用户端；
用户端，用于接收服务器发送的与患者用户端匹配的最小刺激电流参数，分别根据接收的最小刺激电流参数，通过用户端的多个刺激电极产生相应的电痉挛刺激。
7.根据权利要求6所述的多通道电痉挛治疗***，其特征在于，所述的用户端，还包括数据采集单元，用于接收光电容积波导联采集患者的光电容积波信号，用于接收脑电导联采集患者的脑电信号，用于将接收的光电容积波信号和脑电信号传送给服务器。
8.根据权利要求6所述的多通道电痉挛治疗***，其特征在于，还包括生命体征监护装置，用于接收用户端发送的光电容积波信号和脑电信号，用于提取光电容积波信号和脑电信号中的生理指标进行监护。
9.多通道电痉挛治疗服务器，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现如下步骤，
获取患者的脑部影像；
将脑部影像根据生理组织进行分割；
将分割后的脑部影像根据生理组织对应的电学参数构建脑部解剖结构电学模型；
在满足脑部靶区阈上刺激的条件下，基于解剖结构的电学模型对体表刺激通道的刺激参数进行有限元仿真计算；
对仿真计算得到的刺激参数进行优化得到最小刺激电流参数；
将最小刺激电流参数发送给多个用户端所对应的刺激电极，用于多个用户端的刺激电极分别产生相应的电痉挛刺激。
10.多通道电痉挛治疗计算机可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如下步骤，
获取患者的脑部影像；
将脑部影像根据生理组织进行分割；
将分割后的脑部影像根据生理组织对应的电学参数构建脑部解剖结构电学模型；
在满足脑部靶区阈上刺激的条件下，基于解剖结构电学模型对体表刺激通道的刺激参数进行有限元仿真计算；
对仿真计算得到的刺激参数进行优化得到最小刺激电流参数；
将最小刺激电流参数发送给多个用户端所对应的刺激电极，用于多个用户端的刺激电极分别产生相对应的电痉挛刺激。
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