用于tms劑量評(píng)估和突發(fā)病檢測(cè)的方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種在TMS(經(jīng)顱磁刺激)期間用于監(jiān)控患者腦電圖(EEG)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括TMS設(shè)備，當(dāng)該TMS設(shè)備處于激活狀態(tài)時(shí)能產(chǎn)生多個(gè)磁脈沖，其中根據(jù)TMS治療方案，所述磁脈沖作為包括了組合在一起的多個(gè)脈沖的脈沖串或作為單獨(dú)脈沖而施加于患者的頭部。提供EEG系統(tǒng)來(lái)測(cè)量從應(yīng)用于患者的TMS治療方案得到的EEG數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)還包括與TMS設(shè)備和EEG系統(tǒng)通信的控制裝置，所述控制裝置設(shè)置為能在TMS設(shè)備不產(chǎn)生脈沖的時(shí)間段中將EEG系統(tǒng)激活，以使得EEG數(shù)據(jù)的測(cè)量連續(xù)地進(jìn)行或與按照TMS治療方案所產(chǎn)生的磁脈沖交錯(cuò)進(jìn)行，從而對(duì)治療效果進(jìn)行監(jiān)控并檢測(cè)潛在突發(fā)病。
【專利說(shuō)明】用于TMS劑量評(píng)估和突發(fā)病檢測(cè)的方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于TMS劑量評(píng)估和突發(fā)病檢測(cè)的方法和設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]經(jīng)顱磁刺激(TMS)是用于無(wú)創(chuàng)地刺激人腦的技術(shù)。具體地，TMS在腦部的神經(jīng)元中引起去極化或超極化。通過(guò)快速改變磁場(chǎng)，TMS利用電磁感應(yīng)來(lái)感生弱電流；這能以最小的不適感來(lái)引起腦部特定或常規(guī)部位的活動(dòng)，從而允許對(duì)腦部的功能及互連進(jìn)行研究。因此，TMS利用感應(yīng)原理來(lái)獲得能跨越頭皮與顱骨的電能，而不帶有直接經(jīng)皮電刺激的痛感。它涉及將金屬絲線圈放置在頭皮上并讓快速變化的強(qiáng)電流穿過(guò)該線圈。這產(chǎn)生了能不受阻礙且相對(duì)無(wú)痛地穿過(guò)頭部組織的磁場(chǎng)。相應(yīng)地，該磁場(chǎng)在腦部感生出微弱得多的電流。為了感生足夠的電流來(lái)去極化腦部的神經(jīng)元，流經(jīng)激勵(lì)線圈的電流必須在幾百微秒之內(nèi)開(kāi)始、終止或者反轉(zhuǎn)其方向。
[0003]目前，以幾種不同的形式來(lái)使用TMS。在稱為單脈沖TMS的第一種形式中，將單個(gè)脈沖的磁能量從線圈傳送至患者。在另一種形式即反復(fù)式TMS(rTMS)中，將脈沖串在一特定時(shí)間段里以各種頻率模式進(jìn)行傳遞。頻率序列上調(diào)了腦皮質(zhì)的興奮性，并且在某些疾病(如抑郁癥)中使用這種模式是有優(yōu)勢(shì)的。然而，高頻率模式具有提高突發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的潛在性。針對(duì)刺激強(qiáng)度及頻率的安全限制記載在國(guó)際性共識(shí)文件(例如，2009年Rossi等人、1996年Wassermann等人所著)中。
[0004]為了監(jiān)控TMS應(yīng)用的安全性和有效性，一種已知方法是在TMS應(yīng)用期間及之后以直觀的方式監(jiān)控患者的狀態(tài)。由此獲得這種出于安全目的的主觀評(píng)估，并且這種評(píng)估通常基于問(wèn)卷表。然而，這得不到針對(duì)治療有效性的在線反饋，并且這種方案無(wú)法及時(shí)對(duì)突發(fā)病進(jìn)行檢測(cè)。
[0005]監(jiān)控TMS應(yīng)用的安全性和有效性的另一已知方法是在TMS階段之前及之后監(jiān)控患者的腦電圖。
[0006]腦電圖(EEG)是對(duì)患者的特定腦電波圖案的記錄。EEG系統(tǒng)允許對(duì)腦電波形進(jìn)行記錄。EEG系統(tǒng)通常包括放置在患者頭皮上的多個(gè)導(dǎo)電電極。這些電極通常為金屬并連接到前置放大器上，其中該前置放大器處理由電極檢測(cè)到的信號(hào)并將放大的信號(hào)提供給EEG機(jī)。EEG機(jī)包括硬件和軟件，其對(duì)信號(hào)進(jìn)行解釋以提供由電極檢測(cè)到的腦電波活動(dòng)的可視顯示。這種腦電波活動(dòng)通常顯示在條帶記錄儀或計(jì)算機(jī)監(jiān)視器上。
[0007]在實(shí)踐中，EEG的采用涉及到在TMS階段之前及之后對(duì)經(jīng)誘發(fā)響應(yīng)進(jìn)行測(cè)量，并隨后在TMS階段之后對(duì)自發(fā)性EEG或非磁性經(jīng)誘發(fā)EEG響應(yīng)進(jìn)行測(cè)量。然而，在TMS治療階段之后采用EEG測(cè)量可顯著延長(zhǎng)整個(gè)治療階段。
[0008]監(jiān)控TMS應(yīng)用的安全性和有效性的又一已知方法是在TMS階段期間監(jiān)控患者的腦電圖。然而，在TMS脈沖過(guò)程中對(duì)患者腦電圖的監(jiān)控存在技術(shù)問(wèn)題:TMS兼容式EEG系統(tǒng)通常不能適應(yīng)TMS測(cè)量，因?yàn)橛蒚MS設(shè)備所產(chǎn)生的高能量動(dòng)態(tài)磁場(chǎng)在腦電圖引線中感生出不期望的電壓，從而造成傳統(tǒng)EEG硬件的使用不適于安全且有效地監(jiān)控TMS治療。具體地，至少當(dāng)前EEG系統(tǒng)中所使用的前置放大器經(jīng)受了由TMS系統(tǒng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)所引起的飽和。由于用于監(jiān)控EEG的電極通常緊鄰于TMS線圈，磁脈沖在EEG電極的一個(gè)或多個(gè)電極中感生出能造成EEG前置放大器飽和的信號(hào)。用于EEG系統(tǒng)中的典型前置放大器被TMS脈沖飽和之后，要花費(fèi)相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)恢復(fù)。
[0009]在TMS期間監(jiān)控腦電圖EEG的一種已知方法是在EEG系統(tǒng)中包括放大器，其在TMS脈沖期間使用采樣保持電路來(lái)將放大器維持在恒定電平。據(jù)稱，該放大器能在TMS脈沖結(jié)束后的100微秒內(nèi)恢復(fù)。盡管這種系統(tǒng)看起來(lái)允許在TMS脈沖接收后的較短時(shí)間內(nèi)對(duì)腦電圖進(jìn)行監(jiān)控，但是還需要附加的選通并同步電路來(lái)針對(duì)TMS系統(tǒng)控制EEG放大器的操作。附加的選通及采樣電路是不理想的，因?yàn)樗枰~外的電路并且可能較為復(fù)雜。
[0010]由于使用金屬電極來(lái)感測(cè)EEG信號(hào)，因此出現(xiàn)了當(dāng)在TMS期間當(dāng)對(duì)患者的腦電圖進(jìn)行監(jiān)控時(shí)出現(xiàn)的附加復(fù)雜性。由TMS脈沖在金屬電極中感生的大渦流會(huì)引起局部受熱，這可能會(huì)造成患者頭皮的灼燒。這一點(diǎn)暴露出安全風(fēng)險(xiǎn)。
[0011]美國(guó)2002/007128A1還公開(kāi)了在TMS期間監(jiān)控腦電圖的又一方法。該現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)公開(kāi)了一種在TMS系統(tǒng)的操作時(shí)序與EEG系統(tǒng)的操作時(shí)序之間具有同步的系統(tǒng)和方法。而本發(fā)明提供了一種控制設(shè)置，其在TMS系統(tǒng)的操作期間能監(jiān)控EEG系統(tǒng)所提供的信號(hào)，并且當(dāng)EEG信號(hào)處于不期望狀態(tài)時(shí)停止TMS系統(tǒng)的操作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種在TMS (經(jīng)顱磁刺激)期間用于監(jiān)控患者的腦電圖(EEG)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:
[0013]TMS設(shè)備，其當(dāng)處于激活狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生多個(gè)磁脈沖，其中根據(jù)TMS治療方案，所述磁脈沖能作為包括組合在一起的多個(gè)脈沖的脈沖串或作為單獨(dú)脈沖而施加于患者的頭部；
[0014]EEG系統(tǒng)，其用于測(cè)量根據(jù)應(yīng)用于患者的TMS治療方案而得到的EEG數(shù)據(jù)；和
[0015]與TMS設(shè)備和EEG系統(tǒng)通信的控制裝置，所述控制裝置設(shè)置為在所述TMS設(shè)備不產(chǎn)生脈沖的時(shí)間段中激活所述EEG系統(tǒng)，以使得連續(xù)進(jìn)行EEG數(shù)據(jù)的測(cè)量或與根據(jù)所述TMS治療方案所產(chǎn)生的磁脈沖交錯(cuò)進(jìn)行EEG數(shù)據(jù)的測(cè)量，從而對(duì)治療效果進(jìn)行監(jiān)控并檢測(cè)可能出現(xiàn)的突發(fā)病。
[0016]在實(shí)施例中，所述TMS設(shè)備設(shè)置為當(dāng)其不處于活動(dòng)狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生信號(hào)并將該信號(hào)發(fā)送至所述控制裝置，并且所述控制裝置相應(yīng)地設(shè)置為當(dāng)所述TMS設(shè)備不活動(dòng)時(shí)能觸發(fā)所述EEG系統(tǒng)的操作。
[0017]在實(shí)施例中，所述系統(tǒng)包括用于存儲(chǔ)所測(cè)得的EEG數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)裝置。
[0018]在實(shí)施例中，在所述TMS設(shè)備施加多個(gè)脈沖之前，所述TMS設(shè)備向所述EEG系統(tǒng)發(fā)送預(yù)備信號(hào)，所述預(yù)備信號(hào)由所述控制裝置用于觸發(fā)記錄儀，以將所述EEG數(shù)據(jù)記錄在所述存儲(chǔ)裝置中。
[0019]在實(shí)施例中，所述系統(tǒng)包括突發(fā)病監(jiān)控模塊，以檢測(cè)或預(yù)測(cè)患者的突發(fā)病。
[0020]在實(shí)施例中，當(dāng)所述TMS設(shè)備不產(chǎn)生脈沖時(shí)，所述突發(fā)病監(jiān)控模塊測(cè)量的自發(fā)性振蕩腦部活動(dòng)的波譜特性，以將所得到的測(cè)量結(jié)果與預(yù)期或期望的輪廓進(jìn)行比較，從而檢測(cè)或預(yù)測(cè)出患者的突發(fā)病。
[0021]在實(shí)施例中，所述突發(fā)病監(jiān)控模塊與所述控制裝置通信連接，以便在檢測(cè)或預(yù)測(cè)出突發(fā)病的情況下，所述控制裝置能停止所述TMS設(shè)備的操作。
[0022]在實(shí)施例中，所述突發(fā)病監(jiān)控模塊在與所述EEG系統(tǒng)配合時(shí)設(shè)置為能在所述TMS設(shè)備不產(chǎn)生脈沖的時(shí)間段期間被激活。
[0023]在實(shí)施例中，所述系統(tǒng)包括劑量監(jiān)控模塊，以使得操作者能夠調(diào)節(jié)在后續(xù)的治療方案中調(diào)節(jié)由所述TMS設(shè)備所提供的脈沖的劑量。
[0024]在本實(shí)施例中，所述TMS設(shè)備設(shè)置為能在等候時(shí)段期間施加多個(gè)脈沖，所述等候時(shí)段定義為根據(jù)治療方案介于脈沖串之間的時(shí)間段。
[0025]在實(shí)施例中，多個(gè)脈沖是以隨機(jī)間隔產(chǎn)生的單獨(dú)脈沖，并且所述控制裝置設(shè)置為能在這些脈沖的傳輸期間停用所述EEG系統(tǒng)，并隨后立即激活所述EEG系統(tǒng)以監(jiān)控并測(cè)量患者的反應(yīng)。
[0026]在實(shí)施例中，在等候時(shí)段期間施加多個(gè)單獨(dú)脈沖之前，所述TMS設(shè)備經(jīng)由所述控制裝置向所述EEG系統(tǒng)發(fā)送預(yù)備信號(hào)，以使得所述EEG系統(tǒng)能夠激活它的保護(hù)電路。
[0027]在實(shí)施例中，所述控制裝置設(shè)置為自動(dòng)地調(diào)節(jié)正在由所述TMS設(shè)備產(chǎn)生的脈沖輪廓，和/或推薦在后續(xù)治療階段中將由所述TMS設(shè)備所產(chǎn)生的經(jīng)調(diào)節(jié)的脈沖輪廓。
[0028]在實(shí)施例中，所述TMS設(shè)備包括:產(chǎn)生電流并相應(yīng)感生出磁場(chǎng)以提供磁脈沖的電容器、傳遞磁脈沖的線圈或探頭、對(duì)所述電容器充電的高壓充電電路。
[0029]在實(shí)施例中，所述TMS設(shè)備設(shè)置為生成并向所述控制裝置發(fā)送信號(hào)，以表明在所述TMS設(shè)備未對(duì)所述電容器充電的時(shí)間段中所述TMS設(shè)備何時(shí)未處于活動(dòng)狀態(tài)。
[0030]在實(shí)施例中，所述系統(tǒng)包括協(xié)助所述TMS設(shè)備定位的導(dǎo)航系統(tǒng)。
[0031]在實(shí)施例中，所述統(tǒng)包括患者反應(yīng)設(shè)備(通常嵌入在EEG系統(tǒng)中)，從而在TMS設(shè)備不產(chǎn)生脈沖時(shí)針對(duì)后續(xù)的測(cè)量誘發(fā)視覺(jué)、感覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)或其他類型的刺激。
[0032]在實(shí)施例中，所述EEG系統(tǒng)包括放大器和設(shè)計(jì)為能適應(yīng)與TMS設(shè)備相關(guān)聯(lián)的高電壓和大電流的保護(hù)電路，其中所述控制裝置設(shè)置為在TMS磁脈沖之前向EEG系統(tǒng)傳輸預(yù)備信號(hào)，以激活所述保護(hù)電路。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種在TMS (經(jīng)顱磁刺激)期間監(jiān)控患者腦電圖(EEG)的方法，所述方法包括:
[0034]產(chǎn)生多個(gè)磁脈沖，其中根據(jù)TMS治療方案，所述磁脈沖作為包括了組合在一起的多個(gè)脈沖的脈沖串或作為單獨(dú)脈沖而施加于患者的頭部；
[0035]測(cè)量根據(jù)應(yīng)用于患者的所述TMS治療方案得到的EEG數(shù)據(jù)，其中在沒(méi)有磁脈沖產(chǎn)生的時(shí)間段中對(duì)所述EEG數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，以使得測(cè)量EEG數(shù)據(jù)的步驟是連續(xù)地進(jìn)行的或與根據(jù)TMS治療方案所產(chǎn)生的磁脈沖交錯(cuò)進(jìn)行，從而對(duì)治療效果進(jìn)行監(jiān)控并檢測(cè)潛在突發(fā)病。
[0036]在實(shí)施例中，所述方法包括:當(dāng)沒(méi)有磁脈沖產(chǎn)生時(shí)產(chǎn)生一信號(hào)，并且該信號(hào)能相應(yīng)地觸發(fā)對(duì)EEG數(shù)據(jù)的測(cè)量。
[0037]在實(shí)施例中，所述方法包括存儲(chǔ)所測(cè)量的EEG數(shù)據(jù)。
[0038]在實(shí)施例中，在產(chǎn)生磁脈沖之前，所述方法包括產(chǎn)生預(yù)備信號(hào)，該信號(hào)用于相應(yīng)觸發(fā)對(duì)EEG數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。
[0039]在實(shí)施例中，所述方法包括:
[0040]當(dāng)沒(méi)有磁脈沖產(chǎn)生時(shí)，測(cè)量自發(fā)性振蕩腦部活動(dòng)的波譜特性；以及
[0041]將所得到的測(cè)量與預(yù)期或期望的輪廓進(jìn)行比較，從而檢測(cè)或預(yù)測(cè)出患者的突發(fā)病。
[0042]在實(shí)施例中，所述方法包括:在檢測(cè)到或預(yù)測(cè)出突發(fā)病的情況下，停止產(chǎn)生磁脈沖。
[0043]在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法包括:
[0044]根據(jù)所述治療方案，在沒(méi)有磁脈沖產(chǎn)生的時(shí)間段中以隨機(jī)間隔施加多個(gè)單獨(dú)脈沖；以及
[0045]測(cè)量所得到的EEG數(shù)據(jù)，從而使得操作者能夠在后續(xù)的治療方案中調(diào)整TMS脈沖的劑量。
[0046]在本實(shí)施例中，所述方法包括:
[0047]在以隨機(jī)間隔施加多個(gè)單獨(dú)脈沖的過(guò)程中停用對(duì)EEG數(shù)據(jù)的測(cè)量；以及
[0048]隨后立即測(cè)量EEG數(shù)據(jù)，以監(jiān)控并測(cè)量患者的反應(yīng)。
[0049]在本實(shí)施例中，所述方法包括:自動(dòng)地調(diào)節(jié)所述脈沖的輪廓和/或推薦將在后續(xù)的治療階段中產(chǎn)生的經(jīng)調(diào)節(jié)的脈沖輪廓。
[0050]在實(shí)施例中，所述方法包括:根據(jù)針對(duì)后續(xù)的EEG數(shù)據(jù)測(cè)量的治療方案，當(dāng)沒(méi)有磁脈沖產(chǎn)生時(shí)誘發(fā)視覺(jué)、感覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)或其他類型的刺激。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0051]參考附圖，下面僅通過(guò)示例的方式對(duì)本發(fā)明做出描述，其中:
[0052]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于在TMS (經(jīng)顱磁刺激)期間監(jiān)控患者EEG(腦電圖)的系統(tǒng)的聞級(jí)不意圖；
[0053]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的用于檢測(cè)患者的突發(fā)病的TMS方案和相鄰的EEG方案的時(shí)間表示意圖；
[0054]圖3不出了根據(jù)本發(fā)明的另一方面的用于劑量監(jiān)控的TMS方案和相鄰的EEG方案的時(shí)間表不意圖；
[0055]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的又一方面的采用中間隨機(jī)TMS脈沖來(lái)進(jìn)行劑量監(jiān)控的TMS方案和相鄰的EEG方案的時(shí)間表示意圖；和
[0056]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的表示了在TMS(經(jīng)顱磁刺激)期間對(duì)患者EEG(腦電圖)進(jìn)行監(jiān)控的方法的高級(jí)流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0057]首先參照?qǐng)D1至4，其中示出了用于在TMS(經(jīng)顱磁刺激)期間監(jiān)控患者EEG(腦電圖)的系統(tǒng)10。系統(tǒng)10包括在活動(dòng)狀態(tài)下產(chǎn)生多個(gè)磁脈沖的TMS設(shè)備12。根據(jù)TMS治療方案，脈沖能作為包括了組合在一起的多個(gè)脈沖的脈沖串(如圖2至4的箭頭14所示)或作為單獨(dú)脈沖(如圖4中的箭頭16所示)而施加在患者的頭部18上。
[0058]在圖2至4中，根據(jù)既定的安全規(guī)則，TMS治療方案通常將活性刺激(對(duì)應(yīng)于圖2至4中的箭頭)與介于期間的長(zhǎng)時(shí)間的停頓(如箭頭20所示)組合。如圖所清楚示出的那樣，這些停頓的持續(xù)時(shí)間通常超過(guò)活性刺激的持續(xù)時(shí)間。如將在下文更詳細(xì)說(shuō)明的那樣，由停頓所定義的等候時(shí)段用于測(cè)量能被實(shí)時(shí)解讀并用于指導(dǎo)TMS治療方案的診斷數(shù)據(jù)。采用rTMS的用于治療抑郁癥的典型治療方案由以1Hz傳遞的40個(gè)脈沖的脈沖串(圖2至4中的箭頭14)構(gòu)成，其中該脈沖串后跟隨著26秒的等候時(shí)段(圖2至4中的箭頭20)，這樣反復(fù)直到已傳遞3000個(gè)脈沖為止。
[0059]系統(tǒng)10還包括用于測(cè)量與應(yīng)用于患者的TMS治療方案相關(guān)聯(lián)的自發(fā)EEG數(shù)據(jù)的EEG系統(tǒng)22。如將進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明的那樣，EEG系統(tǒng)22的目的是為了監(jiān)控患者的腦部活動(dòng)，從而在治療方案期間提取出診斷信息。
[0060]系統(tǒng)10還包括與TMS設(shè)備12和EEG系統(tǒng)22通信的控制裝置24。控制裝置24包括控制器26，從而在TMS設(shè)備12不產(chǎn)生脈沖的時(shí)間段(如圖2至4中的塊區(qū)28所示)中激活EEG系統(tǒng)22。因此，EEG數(shù)據(jù)測(cè)量連續(xù)地進(jìn)行或與TMS治療交錯(cuò)進(jìn)行，以便監(jiān)控治療效果及檢測(cè)潛在的突發(fā)病。
[0061 ] 在實(shí)施例中，TMS設(shè)備12設(shè)置為當(dāng)其不處于活動(dòng)狀態(tài)(即，對(duì)應(yīng)于治療方案期間的“無(wú)刺激”事件，即圖2至4中的箭頭20)時(shí)產(chǎn)生信號(hào)，并將該信號(hào)發(fā)送至控制裝置24。控制裝置24相應(yīng)地設(shè)置為在TMS設(shè)備12不活動(dòng)時(shí)觸發(fā)EEG系統(tǒng)22的操作。
[0062]系統(tǒng)10可包括存儲(chǔ)裝置30，以存儲(chǔ)所測(cè)量的EEG數(shù)據(jù)。在實(shí)施例中，在TMS設(shè)備12施加多個(gè)脈沖之前，TMS設(shè)備12向EEG系統(tǒng)22發(fā)送預(yù)備信號(hào)，其中該預(yù)備信號(hào)由控制裝置24用來(lái)觸發(fā)記錄儀32以將EEG數(shù)據(jù)記錄在存儲(chǔ)裝置30中。
[0063]在實(shí)施例中，系統(tǒng)10包括突發(fā)病監(jiān)控模塊34 (其可嵌入在EEG系統(tǒng)22中)，以檢測(cè)或預(yù)測(cè)患者的突發(fā)病。當(dāng)TMS設(shè)備12不產(chǎn)生脈沖時(shí)，突發(fā)病監(jiān)控模塊34會(huì)測(cè)量自發(fā)性振蕩腦部活動(dòng)的波譜特性，包括頻率、脈沖串抑制和鎖相振蕩，從而將所得到的測(cè)量結(jié)果與預(yù)期或期望的輪廓進(jìn)行比較。換言之，該模塊34將所測(cè)量的波譜特性與個(gè)體腦電圖屬性(即，患者的典型的預(yù)發(fā)病活動(dòng))進(jìn)行匹配，從而確定TMS設(shè)備12的操作對(duì)患者的影響。
[0064]突發(fā)病監(jiān)控模塊34與控制裝置24通信，從而在檢測(cè)到或預(yù)測(cè)出突發(fā)病的情況下，控制裝置24能停止TMS設(shè)備12的操作。在本申請(qǐng)中，EEG系統(tǒng)22對(duì)所測(cè)量的EEG信號(hào)的波普屬性進(jìn)行量化并記錄在存儲(chǔ)裝置30中，然后，將該量化的數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)腦電圖進(jìn)行比較。通常情況下，如果檢測(cè)到預(yù)發(fā)病活動(dòng)，則通知操作者以確定是否停止治療。如果檢測(cè)到突發(fā)病活動(dòng)，則通知操作員停止治療。
[0065]在實(shí)施例中，與EEG系統(tǒng)22配合工作的突發(fā)病監(jiān)控模塊34設(shè)置為在TMS設(shè)備12不產(chǎn)生脈沖的時(shí)間段中被激活，該時(shí)間段對(duì)應(yīng)于圖2至4中的區(qū)塊20。
[0066]在又一應(yīng)用中，EEG系統(tǒng)10包括用于放大與腦部神經(jīng)元活動(dòng)相關(guān)聯(lián)的生物電勢(shì)從而實(shí)現(xiàn)單極性及雙極性EEG測(cè)量的放大器36、設(shè)計(jì)為能適應(yīng)與TMS設(shè)備相關(guān)聯(lián)的高電壓及大電流的保護(hù)電路38以及連接并控制EEG系統(tǒng)22的部件的控制單元40。控制裝置24可以設(shè)置為能在產(chǎn)生TMS磁脈沖之前向EEG系統(tǒng)22傳輸預(yù)備信號(hào)，以激活保護(hù)電路38，并由此防止了放大器飽和。
[0067]在實(shí)施例中，TMS設(shè)備12包括:產(chǎn)生電流并相應(yīng)感生出磁場(chǎng)以提供磁脈沖的電容器42 ;傳遞磁脈沖的線圈或探頭44 ;對(duì)電容器42充電的高壓充電電路46 ；以及控制單元48。用幾秒鐘對(duì)電容器42充電，然后，所存儲(chǔ)的能量作為單個(gè)或多個(gè)脈沖釋放到線圈44中。
[0068]在實(shí)施例中，TMS設(shè)備12設(shè)置為能生成并向控制裝置24發(fā)送信號(hào)，從而表明在TMS設(shè)備12未對(duì)電容器42充電的時(shí)間段中TMS設(shè)備何時(shí)未處于活動(dòng)狀態(tài)。這使得EEG系統(tǒng)22能夠運(yùn)行在沒(méi)有通常所謂的“偽假象”的環(huán)境中。
[0069]因此，在使用中，在如圖2至4所示的一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)10啟動(dòng)治療序列，例如是ΙΟΗζ/4秒的連續(xù)刺激并具有26秒的脈沖串間間隔。在刺激過(guò)程中，如上所述，將EEG系統(tǒng)22關(guān)閉以防止放大器飽和。在刺激之后，響應(yīng)于TMS設(shè)備12向EEG系統(tǒng)22發(fā)送“無(wú)刺激”信號(hào)的操作來(lái)激活EEG系統(tǒng)22，這對(duì)應(yīng)于等候時(shí)段的開(kāi)始。如果TMS電容器42需要充電，則TMS設(shè)備12向EEG系統(tǒng)22發(fā)送預(yù)備信號(hào)，以防止在充電過(guò)程中進(jìn)行記錄。
[0070]具體參考圖1、2和4，在又一應(yīng)用中，系統(tǒng)10包括通常嵌入在EEG系統(tǒng)22中的劑量監(jiān)控模塊50，以使得操作者能夠在后續(xù)的治療方案中調(diào)節(jié)由TMS系統(tǒng)12所提供的脈沖劑量。這種劑量監(jiān)控能力可分別以參照?qǐng)D3和圖4的兩種方式中的一種來(lái)完成。
[0071]首先，參考圖3，可以通過(guò)傳統(tǒng)方式來(lái)施加TMS治療序列，即上述的ΙΟΗζ/4秒的連續(xù)刺激并具有定義為等候時(shí)段的26秒的脈沖串間間隔，其中典型的治療包括75個(gè)這樣的序列。在本申請(qǐng)中，EEG系統(tǒng)22的劑量監(jiān)控模塊50設(shè)置為便于以合理的信噪比來(lái)獲取平均腦電圖分段(EEG印och)，并能執(zhí)行定量監(jiān)控(例如波譜、相關(guān)性和連通性)。
[0072]下面參照?qǐng)D4，可應(yīng)用上述TMS治療序列，即ΙΟΗζ/4秒的連續(xù)刺激并具有26秒的脈沖串間間隔。此外，在本申請(qǐng)中，TMS設(shè)備12設(shè)置為在等候時(shí)段20期間能以隨機(jī)間隔來(lái)施加多個(gè)(如3-7個(gè))單獨(dú)脈沖16。如上所述，等候時(shí)段20定義為根據(jù)治療方案介于脈沖串14之間的時(shí)間段。
[0073]控制裝置24設(shè)置為能在這些脈沖的傳輸期間停用EEG系統(tǒng)22(如圖2至4中的矩形塊52所示)，并隨后立即將EEG系統(tǒng)22激活(如區(qū)塊28所示)，以監(jiān)控并測(cè)量患者的反應(yīng)。
[0074]如上所述，先于在等候時(shí)段20期間施加多個(gè)單獨(dú)脈沖16，TMS設(shè)備12經(jīng)由控制裝置24向EEG系統(tǒng)22發(fā)送預(yù)備信號(hào)，以使得EEG系統(tǒng)22能夠激活它的保護(hù)電路38。
[0075]在使用中，在每個(gè)治療序列之后，對(duì)經(jīng)誘發(fā)反應(yīng)的特性進(jìn)行量化，以提取出對(duì)局部興奮性(如幅度、時(shí)延、表面特性等)和全局連通性(如半球間的傳導(dǎo)時(shí)間、幅度比等)的度量。在治療階段結(jié)束時(shí)，將所獲得的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置30中，以用于比較或趨勢(shì)分析目的。根據(jù)治療階段中所記錄的信息，操作者可在需要時(shí)調(diào)節(jié)劑量。
[0076]在實(shí)施例中，控制裝置24設(shè)置為能自動(dòng)調(diào)節(jié)正在由TMS設(shè)備12所產(chǎn)生的脈沖的輪廓和/或推薦將在后續(xù)的治療階段中由TMS設(shè)備12所產(chǎn)生的脈沖的輪廓。
[0077]在實(shí)施例中，系統(tǒng)10包括協(xié)助TMS設(shè)備的準(zhǔn)確定位(例如線圈或探頭44的定位)的導(dǎo)航系統(tǒng)。
[0078]在實(shí)施例中，系統(tǒng)10包括通常嵌入在EEG系統(tǒng)22中的患者反應(yīng)設(shè)備54，以便誘發(fā)視覺(jué)、感覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)或其他類型的刺激。針對(duì)后續(xù)的測(cè)量，當(dāng)TMS設(shè)備12不產(chǎn)生脈沖時(shí)施加這種刺激。再次，針對(duì)誘發(fā)刺激的患者反應(yīng)結(jié)果通常存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置30中。
[0079]最后，參考圖5，現(xiàn)在對(duì)在TMS期間監(jiān)控患者的EEG的方法80進(jìn)行描述。該方法包括如區(qū)塊82所示的產(chǎn)生多個(gè)磁脈沖的步驟，該磁脈沖能作為包括組合在一起的多個(gè)脈沖的脈沖串或作為單獨(dú)脈沖而施加在患者頭部上。這可以根據(jù)TMS治療方案來(lái)完成。
[0080]如區(qū)塊84所示，方法80還包括對(duì)從應(yīng)用于患者的TMS治療方案中得到的EEG數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量的步驟。在沒(méi)有磁脈沖產(chǎn)生的時(shí)間段中對(duì)EEG數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，使得測(cè)量EEG數(shù)據(jù)的步驟連續(xù)地進(jìn)行或與根據(jù)TMS治療方案所產(chǎn)生的磁脈沖交錯(cuò)進(jìn)行，從而對(duì)治療效果進(jìn)行監(jiān)控并檢測(cè)潛在的突發(fā)病。
[0081]因此，本發(fā)明提供了一種在制定于刺激模式之中的TMS治療方案期間實(shí)現(xiàn)對(duì)自發(fā)性腦電圖和誘發(fā)性反應(yīng)的無(wú)假象測(cè)量的配置。在TMS治療過(guò)程中的嵌入式或交織式EEG測(cè)量實(shí)現(xiàn)了治療序列的個(gè)性化和最優(yōu)化。
[0082]應(yīng)該理解的是，本發(fā)明所公開(kāi)的實(shí)施例不限于這里所公開(kāi)的特定結(jié)構(gòu)、處理步驟或材料，而應(yīng)當(dāng)延伸到相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所理解的這些特征的等同替代。還應(yīng)當(dāng)理解的是，在此使用的術(shù)語(yǔ)僅用于描述特定實(shí)施例的目的，而并不意味著限制。
[0083]說(shuō)明書中提到的“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”意指結(jié)合實(shí)施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，說(shuō)明書通篇各個(gè)地方出現(xiàn)的短語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”并不一定均指同一個(gè)實(shí)施例。
[0084]為了方便，在此使用的多個(gè)項(xiàng)目、結(jié)構(gòu)單元、組成單元和/或材料可出現(xiàn)在共同列表中。然而，這些列表應(yīng)解釋為該列表中的每個(gè)元素分別識(shí)別為單獨(dú)唯一的成員。因此，在沒(méi)有反面說(shuō)明的情況下，該列表中沒(méi)有一個(gè)成員可僅基于它們出現(xiàn)在共同列表中便被解釋為相同列表的任何其它成員的實(shí)際等同物。另外，在此還可以連同針對(duì)各元件的替代一起來(lái)參照本發(fā)明的各種實(shí)施例和示例。應(yīng)當(dāng)理解的是，這些實(shí)施例、示例和替代并不解釋為彼此的等同物，而被認(rèn)為是本發(fā)明的單獨(dú)自主的代表。
[0085]此外，所描述的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以任何其他合適的方式結(jié)合到一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中。在下面的描述中，提供一些具體的細(xì)節(jié)，例如長(zhǎng)度、寬度、形狀等，以提供對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的全面理解。然而，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白，本發(fā)明無(wú)需上述一個(gè)或多個(gè)具體的細(xì)節(jié)便可實(shí)現(xiàn)，或者也可采用其它方法、組件、材料等實(shí)現(xiàn)。在其它示例中，周知的結(jié)構(gòu)、材料或操作并未詳細(xì)示出或描述以免模糊本發(fā)明的各個(gè)方面。
[0086]雖然上述示例用于說(shuō)明本發(fā)明在一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用中的原理，但對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不背離本發(fā)明的原理和思想的情況下，明顯可以在形式上、用法及實(shí)施的細(xì)節(jié)上作各種修改而不用付出創(chuàng)造性勞動(dòng)。因此，本發(fā)明由所附的權(quán)利要求書來(lái)限定。
【權(quán)利要求】
1.一種在經(jīng)顱磁刺激TMS階段期間監(jiān)控對(duì)象的腦電圖EEG的方法，所述方法包括以下步驟: -在來(lái)自TMS線圈的刺激脈沖之后，向EEG設(shè)備發(fā)送無(wú)刺激信號(hào)； -基于所述無(wú)刺激信號(hào)將所述EEG設(shè)備激活； -測(cè)量來(lái)自對(duì)象的自發(fā)性EEG信號(hào)； -將所述自發(fā)性EEG信號(hào)與預(yù)定的EEG模板比較； -檢測(cè)比較結(jié)果中的預(yù)發(fā)病和/或突發(fā)病活動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟: -在來(lái)自TMS線圈的任何刺激脈沖之前，測(cè)量來(lái)自對(duì)象的自發(fā)性EEG信號(hào)； -基于預(yù)先刺激所測(cè)得的EEG信號(hào)，生成針對(duì)對(duì)象的預(yù)定EEG模板；以及 -其中，生成的所述預(yù)定EEG模板用于刺激脈沖后測(cè)得的EEG信號(hào)的比較。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述預(yù)定EEG模板包括已知的預(yù)發(fā)病活動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，還包括以下步驟: -在激活所述TMS線圈之前，向所述EEG設(shè)備發(fā)送刺激信號(hào)；以及 -基于所述刺激信號(hào)而停用所述EEG設(shè)備。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，還包括以下步驟: -當(dāng)連接于所述TMS線圈的TMS設(shè)備的電容器或電容器組經(jīng)刺激脈沖后完成充電以后，發(fā)送無(wú)刺激信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，還包括以下步驟: -在向所述EEG設(shè)備發(fā)送無(wú)刺激信號(hào)之后，向所述EEG設(shè)備發(fā)送表明連接于TMS線圈的TMS設(shè)備中的一個(gè)或多個(gè)電容器經(jīng)刺激脈沖后正在充電或者已完成充電的附加信號(hào)；以及-至少基于所述無(wú)刺激信號(hào)和附加信號(hào)，來(lái)激活所述EEG設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法，還包括以下步驟: -通知所述TMS線圈的用戶:出現(xiàn)和/或未出現(xiàn)經(jīng)檢測(cè)的預(yù)發(fā)病活動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法，還包括以下步驟: -如果確定有預(yù)發(fā)病和/或突發(fā)病活動(dòng)，則向連接于所述TMS線圈的TMS線圈設(shè)備發(fā)送停止信號(hào)，以及 -基于所述停止信號(hào)來(lái)阻止來(lái)自所述TMS線圈的TMS刺激。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中' 任一項(xiàng)所述的方法，還包括以下步驟: -在TMS刺激脈沖之前，向所述EEG設(shè)備發(fā)送刺激信號(hào)，以及 -在EEG設(shè)備內(nèi)激活補(bǔ)償機(jī)制，以防止EEG飽和。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述補(bǔ)償機(jī)制是選通操作。
11.一種對(duì)積聚在對(duì)象體內(nèi)的經(jīng)顱磁刺激TMS劑量進(jìn)行監(jiān)控的方法，所述方法包括以下步驟: -在經(jīng)TMS刺激脈沖的預(yù)定序列之后的等候時(shí)段中，向EEG設(shè)備發(fā)送預(yù)備信號(hào)； -基于所述預(yù)備信號(hào)，開(kāi)始對(duì)對(duì)象的經(jīng)誘發(fā)EEG反應(yīng)進(jìn)行記錄并求平均； -在后續(xù)預(yù)定的TMS刺激脈沖序列之前，向所述EEG設(shè)備發(fā)送停止信號(hào)； -基于所述停止信號(hào)，終止對(duì)對(duì)象的經(jīng)誘發(fā)EEG反應(yīng)的記錄和求平均； -基于在所述等候時(shí)段期間所記錄并平均化的經(jīng)誘發(fā)反應(yīng)，確定局部興奮性和/或全局連通性； -存儲(chǔ)針對(duì)所述等候時(shí)段的所述經(jīng)確定的局部興奮性和/或全局連通性， -將針對(duì)所述等候時(shí)段所存儲(chǔ)的經(jīng)確定的局部興奮性和/或全局連通性與針對(duì)前一等候時(shí)段的局部興奮性和/或全局連通性進(jìn)行比較； -基于所述比較，如果確定應(yīng)當(dāng)做出調(diào)節(jié)，則針對(duì)TMS刺激的后續(xù)序列而對(duì)TMS刺激的預(yù)定序列進(jìn)行調(diào)節(jié)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，基于所述預(yù)備信號(hào)，所述EEG開(kāi)啟補(bǔ)償機(jī)制，以防止EEG飽和。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述補(bǔ)償機(jī)制是選通操作。
14.根據(jù)權(quán)利要求11-13中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述經(jīng)確定的局部興奮性包括局部幅度、延時(shí)、表面特性或它們的組合。
15.根據(jù)權(quán)利要求11-14中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述經(jīng)確定的全局連通性包括全局導(dǎo)通時(shí)間、電極間幅度、延遲的比較或其組合。
16.根據(jù)權(quán)利要求11-15中任一項(xiàng)所述的方法，還包括以下步驟: -在多個(gè)等候時(shí)段之后，確定對(duì)局部興奮性和/或全局連通性的提取測(cè)量；以及 -基于所確定的局部興奮性和/或全局連通性的提取測(cè)量，針對(duì)TMS刺激的后續(xù)序列或后續(xù)序列組而對(duì)TMS刺激的預(yù)定序列作出調(diào)節(jié)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所確定的局部興奮性的提取測(cè)量包括幅度、延時(shí)、信號(hào)功率、基于曲線特性的面積或它們的組合。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的方法，其中，所確定的全局連通性包括半球間的導(dǎo)通時(shí)間和/或幅度比。
19.根據(jù)權(quán)利要求11-18中任一項(xiàng)所述的方法，其中，對(duì)TMS刺激的后續(xù)序列所作出的調(diào)節(jié)包括調(diào)節(jié)刺激脈沖的強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間、頻率和/或數(shù)目或它們的組合。
20.根據(jù)權(quán)利要求11-19中任一項(xiàng)所述的方法，還包括在每個(gè)等候時(shí)段期間通過(guò)TMS線圈來(lái)至少一次地刺激對(duì)象的步驟。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括在在每個(gè)等候時(shí)段期間少于20次地對(duì)對(duì)象進(jìn)行刺激，優(yōu)選為少于10次，但更優(yōu)選為在3-7次之間。
22.—種暫時(shí)性或非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，具有存儲(chǔ)在其上的用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-21中任一項(xiàng)所述的方法的一組計(jì)算機(jī)可讀指令。
23.—種系統(tǒng),包括: -經(jīng)顱磁刺激TMS線圈設(shè)備； -腦電圖EEG設(shè)備，其具有至少一個(gè)用于在來(lái)自TMS線圈設(shè)備的刺激過(guò)程中防止EEG飽和的補(bǔ)償機(jī)制； -TMS設(shè)備，其具有與非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)進(jìn)行電子通信的處理器，和電容器，其中所述TMS設(shè)備連接到所述TMS線圈并與所述EEG設(shè)備通信。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)具有存儲(chǔ)在其上的用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-21中任一項(xiàng)所述的方法的一組計(jì)算機(jī)可讀指令。
【文檔編號(hào)】A61N2/02GK104394931SQ201480001325
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月15日
【發(fā)明者】屠奧馬斯·內(nèi)烏沃寧 申請(qǐng)人:奈科斯迪姆公司