经颅磁刺激导航个性化模型构建方法

作     者：张芸 丁辉 王广志 Zhang Yun;Ding Hui;Wang Guangzhi

作者机构：清华大学生物医学工程系北京100084 

出 版 物：《中国生物医学工程学报》 (Chinese Journal of Biomedical Engineering)

年 卷 期：2022年第41卷第1期

页      面：1-9页

核心收录：

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 08[工学] 

基　　金：清华大学自主科研计划(20197010009) 国家自然科学基金(U20A20389)。 

主　　题：经颅磁刺激 影像导航 个性化模板影像 立体定向 多靶点定位 

摘      要：经颅磁刺激是一种广泛应用于神经精神类疾病诊断与治疗的无创神经刺激技术,影像引导经颅磁刺激导航能够保证刺激线圈的准确定位。然而,临床禁忌症会使患者的个体影像难以获得,导致无法实现影像引导。为解决该问题,提出构建一种个性化近似影像,以替代个体影像用于导航。首先利用导航系统定位装置获取患者头皮轮廓点,并基于泊松重建算法重建头皮,接着结合控制点自动定位方法获取头皮控制点,最终利用薄板样条插值算法实现标准模板的非刚性变形,从而构建个性化模型。对个性化模型的头皮、脑表面和脑靶点的精度进行验证,结果表明:构建的真人个性化模型的头皮精度可达到(2.8±0.5)mm,脑表面精度可达到(3.1±0.6)mm。手部肌肉对应脑部靶点精度可达到(9.2±4.1)mm,满足经颅磁刺激导航用于神经系统疾病诊断中的多靶点定位需求;背外侧前额叶靶点精度可达到(8.9±5.1)mm,优于临床常用替代靶点脑电电极F3的精度(16.1±5.0)mm,能够满足经颅磁刺激导航用于精神类疾病治疗中靶点准确重复定位需求。