脑信号跟踪的制作方法

相关申请信息

本申请要求于2019年5月28日提交的govari的美国临时专利申请62/853,409的权益，该专利申请的全文据此以引用方式并入本文。

本发明涉及医疗系统，并且具体涉及脑血管系统。

背景技术：

脑电图(eeg)监视并且记录脑的电活动。eeg通常包括将电极施加于头部的外部以记录电活动。在一些应用中，可以将电极在头皮下施加于脑表面。

eeg数据对电极在其适当位置的放置以及电极与头皮之间的充分接触高度敏感。电极放置的准确性高度依赖于施用eeg的医疗专业人员的技能。另外，基于eeg数据对脑部病症的正确诊断高度依赖于eeg数据的准确性。

yaron的美国专利公布2004/0049121描述了一种用于受检者的脑的设备，包括适于插入脑中的器械。联接到器械的一组一个或多个电极适于感测脑的电活动并且响应于此传输电活动信号。适于联接到器械的位置传感器传输指示器械位置的位置信号。控制单元分析电活动信号和位置信号。响应于分析，控制单元确定器械相对于脑图像的位置，以及关于该位置处的组织的电生理信息。

guttman等人的美国专利公布2010/0312096描述了mri引导的心脏介入系统，这些mri引导的心脏介入系统被配置为在mri引导的规程期间生成患者解剖结构和医疗装置的动态(交互)可视化，并且还可以包括目标解剖结构(例如，心脏的限定部分)的至少一个使用者可选的3-d体积(组织表征)图。

公开了putz的美国专利公布2004/0215162，其描述了一种用于患者的颅内治疗的导管组件。该组件包括：具有近侧开口的外导管、至少一个孔口、连接开口和至少一个孔口的内腔，以及至少一个元件；以及内部导管，该内部导管适于接纳在内腔内，并且包括通路和至少一个端口，该至少一个端口用于在内部导管和患者脑内的组织区域之间传输流体。该元件优选地是用于监视或刺激脑组织的触件，或者是用于允许识别外导管在脑内的位置的位置标记物，或者是两者。该组件便于药物递送导管在组织区域处规则的准确定位，而在插入过程中无需附加的延长的脑接触。可以通过深度电极远侧端部附近的端口从药物递送导管施用药物，或者可以通过端口从脑中去除流体。

piferi等人的美国专利公布2013/0030408描述了一种用于向患者和/或从患者传输物质的插管，并且包括管状支撑套管和传输管。支撑套管包括刚性管状构件，该刚性管状构件限定从管状构件的近侧端部延伸至远侧端部的内腔。传输管定位在内腔中并且延伸超出管状构件的近侧端部和远侧端部中的每一者。管状构件包括刚性的、mri兼容的材料。

madsen的美国专利公布2003/0045870描述了一种双极电凝器，该双极电凝器可以穿过先前植入到活体受检者的颅室内并且原位接合的脑室导管的内腔。该双极电凝器将提供双极电弧电流，用于对粘附的脑组织(诸如脉络丛)进行凝结烧灼，这会堵塞流体流入植入的脑室导管的进入排出孔，并且通常会原位粘附至导管。双极电凝器所提供的烧灼电流是方向定向的，并且在空间上受控；从而在周围的颅组织内提供更好的电流和热量分布；并且从而避免颅内结构诸如血管受损的重大并发症，并且避免严重的蛛网膜下腔出血，这些在使用其它类型的电凝器械时是典型的。

heindl等人的美国专利公布2017/0193158描述了一种由计算机执行的用于支持医学脑映射规程的数据处理方法，该方法包括以下步骤：接收患者皮质的显微镜图像并且将刺激响应标记叠加到显微镜图像上，其中刺激响应标记指示患者对与刺激响应标记相关联的位置处通过刺激探头对皮质的电刺激的响应。

hardy等人的美国专利6,240,308描述了一种用于归档和同时显示脑扫描图像和多个脑映射的方法和设备。脑映射通过三维对准过程与扫描图像的单个脑成比例。支持二维和三维显示。

zeng等人的美国专利公布2014/0200874描述了一种映射生成器，该映射生成器可以被编程用于使用多维颜色模型的不同颜色分量，通过编码对应于患者组织的几何表面的至少两个不同的生理参数，生成多参数图形映射，使得每个不同的生理参数由至少一个不同的颜色分量编码。

tanner的美国专利公布2003/0065243描述了一种用于确定脑特定区域的功能的方法，其中刺激和/或抑制脑上的至少一个点，并且根据由刺激模式导致的感知到的但实际上不存在的感觉印象和/或由抑制模式导致的未感知到的但实际上存在的感觉印象的存在，在功能上分配脑的受刺激或受抑制区域；并且涉及一种用于确定脑特定区域的功能的装置，该装置包括用于刺激和/或抑制脑的至少一个特定区域的至少一个装置，以及用于生成视觉和/或听觉和/或感觉和/或嗅觉感觉印象的装置。

技术实现要素：

根据本公开的实施方案，提供了一种脑信号跟踪系统，该脑信号跟踪系统包括被配置为插入活体受检者的脑的血管中并且在活体受检者的脑的血管中四处移动的探头，并且该探头包括探头电极，被配置为生成将由探头电极在血管中的不同位置处发射的校准信号的信号发生器，被配置为跟踪电极在血管中的不同位置的跟踪子系统，被配置为施加于活体受检者的头部的头部表面电极，这些头部表面电极中的各个头部表面电极被配置为检测各个振幅值处的校准信号，其中各个振幅值在各个头部表面电极上的分布指示由探头电极自此发射了校准信号的被跟踪位置中的对应的被跟踪位置，以及处理电路，该处理电路被配置为找到响应于校准信号的各个振幅值针对探头电极的被跟踪位置中的一些被跟踪位置在各个头部表面电极上的分布，根据脑信号的各个振幅值在各个头部表面电极上的分布计算脑信号在脑中的源位置的函数。

进一步根据本公开的实施方案，在从脑拿走探头之后，头部表面电极被配置为检测第一脑信号的各个振幅值在各个头部表面电极上的分布，并且处理电路被配置为使用第一脑信号的各个振幅值在各个头部表面电极上的分布作为函数的输入，从函数计算第一脑信号在脑中的源位置。

仍然根据本公开的实施方案，校准信号是脉冲信号。

另外，根据本公开的实施方案，跟踪子系统包括探头中包括的位置跟踪传感器。

此外，根据本公开的实施方案，跟踪子系统包括位置垫，该位置垫具有至少一个磁场辐射体，该至少一个磁场辐射体被配置为将交变磁场传输到其中脑所在的区域中，位置跟踪传感器包括用于检测所传输的交变磁场的至少一部分的线圈。

根据本公开的另一个实施方案，还提供了一种脑信号跟踪方法，该方法包括：生成将由被配置为插入活体受检者的脑的血管中并且在活体受检者的脑的血管中四处移动的探头的探头电极在该血管中的不同位置处发射的校准信号；跟踪探头电极在血管中的不同位置；通过被配置为施加于活体受检者头部的各个头部表面电极来检测各个振幅值处的校准信号，其中各个振幅值在各个头部表面电极上的分布指示由探头电极自此发射了校准信号的被跟踪位置中的对应的被跟踪位置，并且找到响应于校准信号的各个振幅值针对探头电极的被跟踪位置中的一些被跟踪位置在各个头部表面电极上的分布，根据脑信号的各个振幅值在各个头部表面电极上的分布计算脑信号在脑中的源位置的函数。

进一步根据本公开的实施方案，该方法包括在从脑拿走探头之后，检测第一脑信号的各个振幅值在各个头部表面电极上的分布，以及使用第一脑信号的各个振幅值在各个头部表面电极上的分布作为函数的输入，从函数计算第一脑信号在脑中的源位置。

仍然根据本公开的实施方案，校准信号是脉冲信号。

另外，根据本公开的实施方案，该方法包括将交变磁场传输到其中脑所在的区域中，并且通过包括在探头中的位置跟踪传感器来检测所传输的交变磁场的至少一部分。

附图说明

根据以下详细说明结合附图将理解本发明，其中：

图1a和图1b是根据本发明的实施方案的基于探头的脑血管位置跟踪系统的示意性图解；

图2a是在图1a和图1b的系统中使用的导丝的示意图；

图2b是沿图2a的线b:b截取的导丝的剖视图；

图2c是在图1a和图1b的系统中使用的柔性管的示意图；

图2d是沿图2c的线d:d截取的柔性管的剖视图；

图2e是图2d的柔性管在图2b的导丝上滑动的剖视图；

图3是示出图1a和图1b的系统的第一操作方法中的示例性步骤的流程图；

图4是与图1a和图1b的系统一起使用的另选的柔性探头的示意图；

图5a是示出将头部表面电极放置在活体受检者头部上以与图1a和图1b的系统一起使用的示意图；

图5b是示出图5a的活体受检者的脑中的血管内部的柔性探头的示意性剖面图；并且

图6a和图6b是图1a和图1b的系统的第二操作方法的流程图的两个部分。

具体实施方式

概述

eeg(脑电图)信号可以通过将电极施用于患者的头部来测量。eeg信号可以用于对引起脑活动的位置进行第一近似，但是导出这些位置在计算上很困难，而且相对不精确。

此外，许多病症，诸如帕金森氏病、耳鸣、重度抑郁、突发癫痫，可能是由脑功能的某些缺陷引起的。当前的系统使用附接到患者头部的外部电极来采集eeg信号，但是这些信号不能提供足够的脑功能细节。

在本发明的实施方案中，基于使用柔性探头校准头部表面电极，可以使用头部表面电极来更准确地计算脑信号的源位置。

特别地，将柔性探头插入活体受检者的脑的血管中并且在活体受检者的脑的血管中四处移动，并且使用跟踪子系统来跟踪柔性探头的电极。在一些实施方案中，探头包括位置跟踪传感器，该位置跟踪传感器可以包括线圈。在每个被跟踪位置处，探头电极都会发射校准信号，以供头部表面电极进行检测。在一些实施方案中，校准信号是脉冲信号，任选地以已知间隔脉动，以便于识别。

针对探头电极的任何一个被跟踪位置，通常由头部表面电极中的各个头部表面电极检测导致各个振幅值在各个头部表面电极上的分布的各个振幅值处的校准信号。该分布指示由探头电极自此发射了校准信号的对应的被跟踪位置。各个被跟踪位置的各个分布可以用作用于校准头部表面电极的校准数据集。

分析该校准数据集，以找到根据脑信号的各个振幅值在各个头部表面电极上的分布来计算脑信号在脑中的源位置的函数。仅以举例的方式，可以使用机器学习技术找到该函数。在一些实施方案中，可以通过对配置数据集进行内插来根据脑信号的各个振幅值在各个头部表面电极上的分布来计算脑信号在脑中的源位置。在这些实施方案中，函数包括配置数据集。

因此，在从脑拿走柔性探头之后，头部表面电极可以检测另一脑信号的各个振幅值在各个头部表面电极上的分布。然后，可以使用该另一脑信号的各个振幅值在各个头部表面电极上的分布作为该函数的输入，使用该函数(例如，通过对该函数的配置数据集进行内插)从该函数计算该另一脑信号在脑中的源位置。

系统描述

图1a和图1b是根据本发明的实施方案的基于探头的脑血管位置跟踪系统20a和20b的示意性图解。

在一些实施方案中，在执行规程之前，采集患者32的ct图像。该ct图像被存储在存储器42中，以由处理电路40后续检索。处理电路40使用图像以在显示器56上呈现例如脑部分图像59。在本发明所公开的规程中，跟踪系统20a和20b利用患者32的脑图像的参照系来在患者脑内部配准导丝(在图2a-b中示出)和/或柔性管28的远侧端部的位置，本文以举例的方式假设患者的脑图像包括实时荧光透视图像。

可以使用磁跟踪子系统23跟踪柔性管28和/或导丝的远侧端部的位置，该磁跟踪子系统跟踪装配在远侧端部处的磁传感器的位置和取向坐标。磁跟踪子系统23可以形成跟踪子系统33的一部分。在一些实施方案中，可以使用任何合适的跟踪系统来跟踪柔性管28和/或导丝，例如但不限于基于电的跟踪系统，该基于电的跟踪系统使用多个头部表面电极(未示出)基于由柔性管28和/或导丝的电极发射的信号来跟踪柔性管28和/或导丝的位置。

使用磁位置跟踪子系统23，医师54使导丝和/或柔性管28的远侧端部穿过血管，通常是动脉，以执行侵入式治疗规程和/或映射脑的电活动(参考图2a-e和图3更详细地描述)或校准头部表面电极(参考图4至图6进行更详细的说明)。在一些实施方案中，首先将导丝(参考图2a、图2b和图2e更详细地描述)插入体内并且引导至脑的血管。然后将柔性管28的内腔在导丝上滑动，直到柔性管28就位。然后任选地拿走导丝。

在图1a所示的系统20a中，包括在磁跟踪子系统23中的位置垫24a被实现为患者32颈部周围的衬圈。通过将位置垫24a放置在颈部周围，位置垫24a被配置为自动补偿患者头部移动。位置垫24a包括磁场辐射体26a，该磁场辐射体相对于患者32的头部固定在适当位置并且将正弦交变磁场传输到其中患者32的头部所在的区域30中。控制台50经由缆线25电驱动辐射体26a。在一个实施方案中，通过将参考传感器21附接到患者的前额来提供头部运动的进一步补偿。控制台50被配置为经由缆线27从参考传感器21接收信号。包括颈部衬圈位置垫的位置跟踪系统描述于2019年1月15日提交的名称为“positionsensoronbrainclotsheathandlocationpadcollar”的美国专利申请16/248,393中，该专利申请被转让给本专利申请的受让人。正弦交变磁场由导丝和/或柔性管28中的磁传感器检测。所传输的交变磁场在磁传感器中生成信号，该信号指示位置和/或方向。该传感器生成位置信号，这些位置信号经由缆线19发送以经由跟踪子系统33进行处理。

医师54、操作系统20a保持控制器柄部29，该控制器柄部连接至柔性管28和/或导丝的近侧端部。控制器柄部29允许医师例如通过患者32的大腿动脉处的进入点22来推进和导航脑中的柔性管28和/或导丝。如上文所述和下文所述，医师54使用来自装配在导丝和/或柔性管28远侧端部处的磁传感器的位置和取向信号来导航导丝和/或柔性管28的远侧端部。控制台50通过缆线19接收位置信号，该缆线经由柄部29连接至柔性管28。

包括辐射体26a的系统20a的元件由处理电路40控制，该处理电路包括与一个或多个存储器(例如，存储器42)通信的处理单元。处理电路40可以被安装在控制台50中，该控制台包括操作控件58，这些操作控件通常包括小键盘和/或指向装置，诸如鼠标或轨迹球。医师54在执行系统20a的配准时使用柄部29上的操作控件与处理电路40进行交互。在配准过程期间，在显示器56上呈现脑部分图像59。在上述配准过程之后，医师54使用操作控件将导丝和/或柔性管28的远侧端部推进到脑中的一个或多个期望的位置。

处理电路40使用存储在存储器42中的软件来操作系统20a。在实施过程中，处理电路40的功能中的一些或全部可以组合在单个物理部件中，或者另选地，使用多个物理部件来实现。这些物理部件可包括硬连线或可编程装置，或这两者的组合。在一些实施方案中，处理电路40的功能中的至少一些功能可以由可编程处理器在合适软件的控制下实施。该软件可以通过(例如)网络以电子形式下载到装置中。另选地或除此之外，该软件可以储存在有形的非暂态计算机可读存储介质中，诸如光学、磁或电子存储器。

在一些实施方案中，控制台50还可以包括冲洗泵35，用于通过柔性管28的内腔泵送冲洗流体。在一些实施方案中，控制台50可以包括参考图5b和图6更详细描述的信号发生器37。

图1b中所示的系统20b具有不同的磁位置垫设计，即位置垫24b。如图所示，位置垫24b固定到床上，并且辐照器26b水平地围绕患者头枕。在该示例中，系统20b缺乏参考传感器21，因此必须给患者的头部束以带具以防止头部运动。系统20b的其它部件通常与系统20a的那些相同。在美国专利公布2019/0046272中描述了使用类似于位置垫24b的位置垫的位置跟踪系统。

图1a和图1b中所示的系统20a和20b完全是为了概念清晰而选择的。可包括其它系统元件，例如用于控制诸如用于药物递送的附加工具的柄部29上的附加控件。

使用与由系统20a和20b施加的技术类似的技术跟踪身体的器官中的磁位置传感器的位置和取向的磁跟踪系统由biosense-webster(irvine,california)生产。一般来讲，使用电流分配测量和/或外部磁场的位置感测详细地描述于美国专利5,391,199、6,690,963、6,484,118、6,239,724、6,618,612、6,332,089、7,756,576、7,869,865和7,848,787，pct专利公布wo96/05768，以及美国专利申请公布2002/0065455a1、2003/0120150a1和2004/0068178a1中。

现在参考图2a和图2b。图2a是用于图1a和图1b的系统20a和20b中的导丝60的示意图。图2b是沿图2a的线b:b截取的导丝60的截面图。导丝60被配置为插入活体受检者的脑的血管中。导丝包括远侧端部61。跟踪子系统33(图1a和图1b)包括位置跟踪传感器62，该位置跟踪传感器包括在导丝60的远侧端部61中。跟踪子系统33被配置为响应于磁场辐射器26a或磁场辐射器26b(图1a和图1b)从由位置跟踪传感器62生成的信号跟踪导丝60的远侧端部的位置。

导丝60可以由任何合适的材料或材料的混合物形成，诸如可以包括切入实心棒芯线表面的一个或多个表面通道用于接纳电线，以连接至位置跟踪传感器62的金属螺旋和/或实心棒芯线。在一些实施方案中，表面通道围绕芯线螺旋形地远离导丝60的远侧端部朝向近侧端部。实心棒芯线可以由任何合适的材料形成，例如但不限于不锈钢、钴铬或镍钛合金。导丝60可以具有任何合适的长度。在一些实施方案中，导丝60具有在1米至3米范围内的长度，例如约2米。导丝60可以具有任何合适的外径。在一些实施方案中，导丝60可以具有在200微米至900微米范围内的外径，例如300微米。导丝60的远侧端部可以例如通过磨削远侧端部而渐缩或圆化。

收缩套管(未示出)可以被设置在导丝60上方。收缩套管有助于将电线保持在表面通道中。收缩套管可以由任何合适的材料形成，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)或含氟聚合物。收缩套管通常在其整个长度上覆盖导丝60。在一些实施方案中，收缩套管可以仅部分地覆盖导丝60。

位置跟踪传感器62可以包括线圈，例如卷绕的线圈。线圈可以具有任何合适的直径，例如介于0.5mm和1mm之间的直径，并且在一些实施方案中，0.65mm的直径。线圈可以包括任何合适的绝缘线。在一些实施方案中，线圈由绝缘铜线围绕远侧端部61卷绕。远侧端部61可以具有比导丝60的其余部分稍小的外径，以便使卷绕的线圈与导丝60的其余表面大致齐平。线材的规格可以是任何合适的规格。在一些实施方案中，线材是60规格的绝缘铜线，其外径为约8微米。线圈覆盖有任何合适的覆盖物，例如但不限于上述收缩套管、塑料覆盖物诸如塑料管，或者覆盖有涂层，诸如搪瓷或环氧漆、收缩套管或金属罩。金属罩还可以提供屏蔽以防止高频电磁干扰。

现在参考图2c和图2d。图2c是用于图1a和图1b的系统20a和20b的柔性管28的示意图。图2d是沿图2c的线d:d截取的柔性管28的剖视图；

柔性管28包括从柔性管28的近侧端部延伸至远侧端部64的内腔63。内腔63的尺寸被设定成装配在导丝60周围(如图2e所示)。柔性管28被配置为插入活体受检者的脑的血管中并且在活体受检者的脑的血管中四处移动。柔性管28通常形成为具有锥形远侧端部的细长管，该锥形远侧端部提供平滑表面而没有任何尖锐的拐角或边缘。在一些实施方案中，柔性管28的长度的至少5cm的至少远侧部分具有3mm的最大外径，例如1mm。具有3mm的最大外径的远侧部分的长度可以大于5cm，例如长达20cm，或例如柔性管28的大部分长度或全部长度。在一些实施方案中，柔性管28兼容磁共振成像(mri)。柔性管28可以由聚氨酯、热塑性弹性体诸如聚醚嵌段酰胺(peba)，例如或和/或具有生物相容性涂层的硅形成。

跟踪子系统33(图1a和图1b)包括位置跟踪传感器65，该位置跟踪传感器包括在柔性管28的远侧端部中。在图2c和图2d中，位置跟踪传感器65设置在两组双极电极对66之间。位置跟踪传感器65可以设置在任何合适的位置中。跟踪子系统33被配置为跟踪双极电极对66在血管中的位置。如以上参考图1a和图1b所述，跟踪子系统33包括位置垫24a或24b，该位置垫具有被配置为将交变磁场传输到其中脑所在的区域30中的磁场辐射体26a或26b。在一些实施方案中，位置跟踪传感器65包括线圈以检测所传输的交变磁场的至少一部分。图2d示出了卷绕在柔性管28的表面附近的线圈。柔性管28在其中包括沟槽，位置跟踪传感器65设置在该沟槽中(例如，卷绕在沟槽中)。

在一些实施方案中，线圈设置在柔性管28的外部壳体下方，并且通常与柔性管28同轴地设置。线圈可以具有任何合适的直径。线圈可以包括任何合适的绝缘线。在一些实施方案中，线圈由绝缘铜线卷绕而成。线材的规格可以是任何合适的规格。在一些实施方案中，线材是60规格的绝缘铜线，其外径为约8微米。线圈覆盖有任何合适的覆盖物，例如但不限于收缩套管、塑料覆盖物诸如塑料管，覆盖有涂层诸如搪瓷或环氧漆，或金属罩。金属罩还可以提供屏蔽以防止高频电磁干扰。

双极电极对66设置在柔性管28的远侧端部64中。双极电极对66被配置为在脑的血管的各个位置处检测指示脑的各个电活动的信号。柔性管28可以在其中包括至少一个沟槽，双极电极对66设置在该沟槽中。每个电极可以被压接或以其它方式附接到柔性管28。柔性管28可以具有任何合适数量的双极电极对66。双极电极对66可以检测指示脑中的电活动的信号，而不必使用身体/头部表面电极来检测电活动。在一些实施方案中，身体/头部表面电极可以用作跟踪子系统33的部分，以跟踪柔性管28的双极电极对66的位置。双极电极对66可以由任何合适的材料构成，例如但不限于铂铱合金。电极可以具有任何合适的宽度，例如在0.2mm至0.6mm的范围内，并且通常为0.4mm。

光纤67和透镜68可以连接至柔性管28以捕获脑中的图像。在其它实施方案中，光纤67和透镜68是可选的。连接至位置跟踪传感器65和双极电极对66的光纤67和线材可以被向下送入内腔63，并且使用任何合适的粘合剂将其附接到内腔63的壁。

冲洗泵35(图1)可以被配置为经由柔性管28的内腔63(或设置在内腔63中的另一个通道)将冲洗流体泵入脑中。冲洗流体可为任何合适的流体，例如但不限于盐水。冲洗速率可为任何合适的冲洗速率，例如但不限于在5ml/min至25ml/min的范围内，并且通常为15ml/min。冲洗流体可以提供润滑以使柔性管28移动并且防止血块。在其它实施方案中，冲洗泵35是任选的。

现在参考图2e，该图是图2d的柔性管28在图2b的导丝60上滑动的剖视图。柔性管28的内腔63被配置为在导丝60上轴向滑动，使得内腔的长度围绕脑的血管中的导丝的长度。以这种方式，在将导丝60正确地定位在脑的血管中之后，在导丝60上滑动柔性管28的内腔63直到柔性管28就位。一旦柔性管28就位，可以任选地拿走导丝60。柔性管28通常是非常柔性的，使得柔性管28不能被医师54偏转或扭曲。一旦进入脑的血管，医师54就可以使柔性管28在血管内纵向移动。

现在参考图3，该图为示出图1a和图1b的系统20a和20b的第一操作方法中的示例性步骤的流程图70。医师54(图1)将导丝60(图2a)插入(框71)脑的血管中。跟踪子系统33被配置为跟踪导丝60的远侧端部61的位置。跟踪子系统33可以包括任何合适的跟踪方法，例如，使用利用导丝60的位置跟踪传感器62进行磁跟踪，或者使用成像方法诸如实时荧光镜透视检查。医师54在导丝60上轴向滑动(框72)柔性管28(图2c-e)的内腔63。一旦柔性管28就位，医师54就在使柔性管28在脑的血管中就位的情况下，任选地拿走导丝60。

然后可以通过在脑的血管中四处移动柔性管28的远侧端部64来移动双极电极对66。双极电极对66被配置为检测(框73)指示在脑的血管中的各个位置处的脑的各个电活动的信号。通常在不使用施加在血管外部(例如，在头皮表面上)的电极的情况下，检测在各个位置中的每个位置处的脑的电活动。包括柔性管28的位置跟踪传感器65的跟踪子系统33(图1a和图1b)被配置为跟踪(框74)双极电极对66在血管中的位置。处理电路40(图1a和图1b)被配置为生成(框75)脑的电解剖标示图76，提供在各个被跟踪位置处脑的各个电活动的表示。在一些实施方案中，电解剖标示图76是脑的各个位置处的各个电活动的体积图。处理电路系统40被配置为将电解剖标示图77渲染(框76)到显示器56(图1a和图1b)。

虽然脑不是像心脏那样的循环系统，但所生成的电解剖标示图77允许在时间和空间上追踪脑的击发实例，示出例如癫痫时的击发。击发序列可以重复或可以不重复。在生成电解剖标示图77时，可以处理所检测到的电活动以提供除击发实例以外的数据，例如但不限于传导路径、猝发、不规则部分和/或潜在的背景活动。可以使用以下项中的任何一个或多个来示出电解剖标示图77的各种特征：颜色、阴影、箭头、线和/或注释。电解剖标示图77可以使用某些展示方案(例如，较粗的线或箭头、较深的颜色或阴影)示出较高振幅和/或更频繁的电活动的区域，以及使用某些展示方案(例如，较细的线或箭头、较浅的颜色或阴影)示出较低振幅和/或较不频繁的电活动的区域。

电解剖标示图77可以允许向下钻取至电解剖标示图77的不同部分和/或查看电解剖标示图77的不同切片。在一些实施方案中，电解剖标示图77可以被表示为外壳(例如，一种类型的骨骼结构或半透明的图)，使得标示图77的内部特征还可以从脑的外部可见。

电解剖标示图77可以特别有用，例如，在调查患有反复出现的问题的患者时，诸如患有慢性疼痛、耳鸣和/或癫痫的患者，其中怀疑脑某些区域的额外活动。相对而言，相对活跃的脑区域可以以更高的分辨率进一步研究，并且这些区域的图可能有助于治疗患者。在一些实施方案中，在怀疑脑活动异常的发作期间，例如在癫痫期间、在抑郁症发作期间，或响应于被怀疑产生某些可检测的脑活动的触发，进行映射。

以下参考图4至图6的描述描述了校准头部表面电极以提供脑内的电活动源的更准确的位置。

现在参考图4，该图是与图1a和图1b的系统20a和20b一起使用的柔性探头80的示意图。

探头80与图2c和图2d的柔性管28基本上相同，不同的是双极电极对66被单个单极探头电极82替代。在一些实施方案中，可以使用柔性管28替代柔性探头80，同时配置双极电极对66中的一个电极来充当单极探头电极82。在其它实施方案中，可以将任何合适的探头插入脑的血管中以执行参考图5和图6所述的方法。

与柔性管28相同，柔性探头80的远侧端部的尺寸通常被设定为适合进入脑的血管。在一些实施方案中，柔性探头80的直径为3mm或更小，例如1mm。在一些实施方案中，柔性探头80兼容磁共振成像(mri)。柔性探头80还包括位置跟踪传感器84，该位置跟踪传感器是跟踪子系统33的一部分(图1a和图1b)。位置跟踪传感器84与探头电极82相邻设置，以便保持探头电极82的位置上的更准确的跟踪。跟踪子系统33被配置为跟踪探头电极82在血管中的位置。如以上参考图1a和图1b所述，跟踪子系统33包括位置垫24a或24b，该位置垫具有被配置为将交变磁场传输到其中脑所在的区域30中的磁场辐射体26a或26b。在一些实施方案中，位置跟踪传感器84包括线圈(与参考图2c-d描述的线圈基本上相同)，以检测所传输的交变磁场的至少一部分。

柔性探头80还可以包括光纤和透镜86以及其中的至少一个冲洗通道或内腔88。光纤和透镜86以及冲洗通道88分别与以上参考图2c和图2d描述的光纤67、透镜68和内腔63基本上相同。在其它实施方案中，光纤和透镜86和/或冲洗通道88是任选的。

现在参考图5a，该图是示出头部表面电极90在与图1a和图1b的系统20a和20b一起使用的活体受检者的头部92上的放置的示意图。

头部表面电极90被配置为以任何合适的配置被施加于活体受检者的头部92上，通常在某些区域(例如，在头部92的后部)在头皮的所有侧面上并且甚至在头皮之下。头部表面电极90在头部92上的更高密度的放置可以导致更准确的定位结果，但是可以导致更多的计算以计算活体受检者的脑的电活动的位置。头部表面电极90通常通过引线(未示出)连接至图1a和图1b的控制台50。

现在参考图5b，该图是示出图5a的活体受检者的脑94中的血管内的柔性探头80的示意性剖面图。柔性探头80在脑中从一个位置移动至另一个位置，以校准头部表面电极90。在任何一个位置，由信号发生器37(图1a和图1b)生成校准信号，通常是脉冲信号，并且由探头电极82(图4)发射以供头部表面电极90检测。还使用位置跟踪传感器84和跟踪子系统33(图1)跟踪探头电极82的位置。由于从探头电极82的被跟踪位置到头部表面电极90的距离不同以及探头电极82的被跟踪位置与各个头部表面电极90之间的组织的电学特性不同，因此，头部表面电极90所检测到的校准信号的振幅值的分布或扩展指示被跟踪位置。探头电极82被移动至脑94的血管中的若干位置，从而生成包括在每个被跟踪位置处的头部表面电极90上的校准信号的振幅值的分布的校准数据集。然后对校准数据集进行处理以产生函数，以允许即使在从脑94拿走柔性探头80之后，也根据脑信号的振幅值在头部表面电极90上的分布，计算脑信号的源位置。

现在参考图6a和图6b，这些图是图1a和图1b的系统20a和20b的第二操作方法的流程图96的两个部分。首先参考图6a。

信号发生器37(图1a和图1b)被配置为生成(框98)将由探头电极82(图4)在脑94的血管(图5b)中的位置处发射的校准信号。在一些实施方案中，校准信号是脉冲信号，通常以已知间隔脉动。跟踪子系统33(图1a和图1b)被配置为跟踪(框100)探头电极82在血管中的位置。

头部表面电极90中的各个头部表面电极(图5a和图5b)被配置为检测(框102)各个振幅值处的校准信号，其中各个振幅值在各个头部表面电极90上的分布指示由探头电极92自此发射了校准信号的对应的被跟踪位置。

对于不同的位置重复框98至框102的步骤(框104)。校准的准确性可以随着不同位置的数量而提高。探头电极82被移动至脑94的血管中的若干位置，从而生成包括在每个被跟踪位置处的头部表面电极90上的校准信号的振幅值的分布的校准数据集。处理电路40将校准数据集编译并且存储在存储器42中(图1a和图1b)。

处理电路40(图1a和图1b)被配置为找到(框106)响应于校准数据集，根据脑信号的各个振幅值在各个头部表面电极90上的分布计算脑信号在脑94中的源位置的函数，其中该校准数据集包括针对探头电极82(图4)的被跟踪位置中的每个被跟踪位置校准信号的各个振幅值在各个头部表面电极90上的分布。仅以举例的方式，可以使用机器学习技术找到该函数。在一些实施方案中，可以通过对配置数据集进行内插来根据脑信号的各个振幅值在各个头部表面电极上的分布来计算脑信号在脑中的源位置。在这些实施方案中，函数包括配置数据集，并且框106的步骤包括将函数定义为包括配置数据集。

现在参考图6b。

在从脑94拿走柔性探头80(图4)之后，头部表面电极90被配置为检测(框108)第一脑信号的各个振幅值在各个头部表面电极90上的分布。由于可能从脑中的不同位置同时发生多种脑电活动，因此可以对由头部表面电极90检测到的信号进行滤波，以去除低于给定振幅和/或低于或高于给定频率的信号，以便在执行下面描述的框110的步骤之前隔离感兴趣的脑活动。例如，癫痫的脑活动可以超过给定振幅。然后，在执行框110的步骤之前，可以过滤低于该振幅的其它活动。

处理电路被配置为使用第一脑信号的各个振幅值在各个头部表面电极90上的分布作为函数的输入，(例如，通过基于第一脑信号的各个振幅值在各个头部表面电极90上的分布对函数的配置数据集进行内插)从函数计算(框110)第一脑信号在脑94中的源位置。

如本文所用，针对任何数值或范围的术语“约”或“大约”指示允许部件或元件的集合实现如本文所述的其预期要达到的目的的合适的尺寸公差。更具体地，“约”或“大约”可以指列举值的值±20％的范围，例如“约90％”可以指72％至108％的值范围。

为清晰起见，在独立实施方案的上下文中描述的本发明的各种特征部，也可在单个实施方案中组合提供。相反地，为简明起见，本发明的各种特征部在单个实施方案的上下文中进行描述，也可单独地或以任何合适的子组合形式提供。

上述实施方案以举例的方式被引用，并且本发明不受上文具体示出和描述的内容的限制。相反，本发明的范围包括上述各种特征部的组合和子组合以及它们的变型和修改，本领域的技术人员在阅读上述说明时应当想到该变型和修改，并且该变型和修改并未在现有技术中公开。