2021年12月02日
閉環(huán)電刺激已經(jīng)顯示出了其在運(yùn)動(dòng)障礙疾病調(diào)控方面的優(yōu)勢(shì)，相對(duì)于持續(xù)電刺激治療，閉環(huán)電刺激以更小的刺激劑量取得了更好的癥狀改善和更低的刺激副作用。
但是近10年來(lái)，關(guān)于閉環(huán)電刺激策略的研究仍然更多停留在計(jì)算機(jī)模擬研究，鮮有研究閉環(huán)電刺激策略的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)或臨床實(shí)驗(yàn)研究，在新型閉環(huán)電刺激策略由理論向臨床轉(zhuǎn)化過(guò)程中面臨諸多工程技術(shù)上的困難，其中一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題是在電刺激位點(diǎn)的同步神經(jīng)信號(hào)采集方法，尤其是對(duì)于閉環(huán)電刺激系統(tǒng)而言，刺激偽跡的去除需要在神經(jīng)信號(hào)采集的同時(shí)實(shí)時(shí)進(jìn)行，進(jìn)一步加大了刺激偽跡處理的難度，對(duì)閉環(huán)策略的研究產(chǎn)生決定性的影響。
復(fù)旦大學(xué)王守巖研究員團(tuán)隊(duì)提出了基于不規(guī)則采樣的電刺激偽跡去除方法。通過(guò)閾值法對(duì)原始信號(hào)中刺激偽跡峰值進(jìn)行檢測(cè)，并結(jié)合上一個(gè)刺激偽跡峰值時(shí)刻和刺激脈沖間隔實(shí)現(xiàn)未來(lái)刺激峰值的預(yù)測(cè)。
在刺激脈沖影響范圍內(nèi)的采樣點(diǎn)被舍棄并使用插值的方法對(duì)其進(jìn)行替換，以此來(lái)消除脈沖刺激偽跡。在模擬信號(hào)評(píng)估中，經(jīng)該方法處理后的20Hz、60Hz、130Hz、180Hz及變頻刺激下信號(hào)與真實(shí)信號(hào)間功率譜（2-150Hz）相對(duì)誤差分別為2.1%、3.93%、7.22%、7.97%及6.25%。而在體（動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、臨床實(shí)驗(yàn)）中，低頻、高頻及變頻電刺激偽跡均可被此方法明顯抑制。
該方法可以有效去除低頻、高頻及變頻電刺激產(chǎn)生的刺激偽跡，還原被刺激偽跡淹沒(méi)的神經(jīng)信號(hào)。為新型閉環(huán)電刺激技術(shù)，特別是以多頻段神經(jīng)節(jié)律為反饋的變頻電刺激策略的發(fā)展提供了基礎(chǔ)。
審稿人評(píng)價(jià)：
“I want to offer my hearty congratulations on the authors' extensive efforts on this project, which form the basis of a truly substantial contribution to the field.”
相關(guān)研究成果以"Real-timeremoval of stimulation artifacts in closed-loop deep brain stimulation"為題發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《Journal of Neural Engineering》上。復(fù)旦大學(xué)類(lèi)腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院博士生聶英男為第一作者，王守巖研究員為通訊作者。
論文詳情：
Yingnan Nie et al. Real-timeremoval of stimulation artifacts in closed-loop deep brain stimulation. 2021 Journal of Neural Engineering.2021,
https://doi.org/10.1088/1741-2552/ac3cc5
咨詢(xún)熱線
18611170056
官方微信
返回頂部
