基于功能磁共振改善失眠的生物反馈治疗方法

摘要

本发明属于神经反馈技术领域，具体涉及基于功能磁共振改善失眠的生物反馈治疗方法，包括磁共振扫描成像模块、数据控制模块、实时数据处理模块和视听觉信息反馈模块；数据控制模块与实时数据处理模块相连接，实时数据处理模块与视听觉信息反馈模块相连接，视听觉信息反馈模块与磁共振扫描成像模块相连接；其中，磁共振扫描成像模块包括磁共振成像扫描设备和图像重建工作站，数据控制模块包括主控机器，实时数据处理模块包括实时处理工作站，视听觉信息反馈模块包括视听觉刺激反馈设备；通过使用本系统患者失眠、抑郁相关量表评分得到改善，睡眠质量提高。

说明书

技术领域

本发明属于神经反馈技术领域，具体涉及基于功能磁共振改善失眠的生物反馈治疗方法。

背景技术

失眠障碍(Insomnia Disorder，ID)是影响民众健康和生活质量的重大公共卫生问题， ID不仅会引起患者日间功能障碍，还会增加心血管疾病、抑郁、焦虑和痴呆等疾病的发病率，对国家经济和居民健康带来沉重的负担,然而目前ID发病机制尚不清楚，为ID的治疗带来挑战，因此研究ID发病机制及创新疗法符合国家和人民的精神健康需求，具有重大的社会价值。

现阶段对于ID的治疗主要包括药物治疗和非药物治疗。临床长期药物治疗具有局限性，可能会带来一系列副作用及药物依赖。“美国医师学会成人失眠临床诊疗指南”及“中国成人失眠诊断及治疗指南”均推荐非药物治疗作为一线疗法应用于ID的临床治疗。目前临床上非药物辅助治疗ID的主要是心理治疗、物理疗法和中医疗法。心理治疗通过访谈、心理疏导、睡眠习惯改变等改善失眠，但目前存在一定的盲目性，不能实时观察大脑活动的变化，无法阐明大脑神经生物学水平变化及其有效的神经生物学机制。中医内服中药汤剂需辨证论治, 而外治方法操作亦较复杂(取穴、手法),进行标准化的施治较困难，这些局限性,常常会导致在不同的医疗环境里,可重复性不高。

目前对于失眠的治疗不仅仅依靠药物治疗而应该采取包括物理手段在内的治疗方法已得到有关专家的充分肯定,在其治疗机制主要是通过外界因素改变脑电波活动,从而达到治疗失眠的效果；生物反馈疗法是失眠物理疗法中较有前途的一种，基于脑电信号的神经反馈方法能够克服CBT的缺点，但空间分辨率较低，只能记录大脑表皮的脑电信号。因此，亟需开发创新、有效的技术手段应用于ID的发病机制及临床综合治疗研究。

生物反馈疗法是失眠物理疗法中较有前途的一种，基于脑电信号的神经反馈方法能够克服CBT的缺点，但空间分辨率较低，只能记录大脑表皮的脑电信号；因此，亟需开发创新、有效的技术手段应用于ID的发病机制及临床综合治疗研究。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了基于功能磁共振改善失眠的生物反馈治疗方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：基于功能磁共振改善失眠的生物反馈治疗方法，包括磁共振扫描成像模块、数据控制模块、实时数据处理模块和视听觉信息反馈模块；数据控制模块与实时数据处理模块相连接，实时数据处理模块与视听觉信息反馈模块相连接，视听觉信息反馈模块与磁共振扫描成像模块相连接；其中，磁共振扫描成像模块包括磁共振成像扫描设备和图像重建工作站，数据控制模块包括主控机器，实时数据处理模块包括实时处理工作站，视听觉信息反馈模块包括视听觉刺激反馈设备。

进一步的，该系统的工作步骤包括：(1)、rtfMRI成像阶段，(2)、调节目标的构建与提取阶段，(3)、反馈信息可视化阶段，(4)、反馈和自主神经调节训练阶段。

进一步的，(1)rtfMRI成像阶段：基于fMRI平台进行脑功能成像，实时获取受试者脑功能影像数据，并进行数据实时预处理以保证成像数据的可靠性；

(2)调节目标的构建与提取阶段：根据目标认知功能，定义一组调节的目标脑区或功能网络，通过fMRI实时成像数据进行脑活动的分析和提取；

(3)反馈信息可视化阶段：根据认知功能调节的目的，构建反馈实时计算模型，以实时脑活动为输入，输出反映受试者当前自主调节效果的信息用于引导被试的学习；

(4)反馈和自主神经调节训练阶段：将神经反馈模型计算的当前值以图像或声音等形式直观地反馈给受试者，在此反馈信号的帮助下，被试采用不同的调节策略，逐步学会选择性地增强或抑制反馈信号。

基于功能磁共振改善失眠的生物反馈治疗方法，包括以下步骤：

A、基线rs-fMRI：观察未训练前静息状态下大脑的活动；

B、测试训练：让受试者适应并熟悉训练的流程，每组约为7分钟；每次1组，每周1次，连续3周；

C、线上反馈训练：测试训练结束后进行3组线上反馈训练，每组约7分钟，每周1次，连续3周，提升自主调节训练的效果；在反馈训练阶段，受试者通过回忆自传体记忆诱发自己的高兴情绪，进而上调杏仁核的活动；然后根据反馈的信息调整策略，如果当前策略无效，更换提前准备的其他记忆片段，尽可能高的上调杏仁核活动；

D、线上无反馈训练：在每次线上反馈训练结束后进行1组线上无反馈训练，受试者根据线上反馈训练学习的调节策略和方法上调杏仁核活动，调节方式同线上反馈训练；每组约 7分钟，每周1次，连续3周，为离线转移训练做准备；

E、训练后rs-fMRI：与基线对比，观察神经反馈训练后静息状态下大脑活动变化。

本发明的有益效果在于：

1、患者失眠、抑郁相关量表评分改善：PSQI、ISI、HAMD、HAMA、BDI等；

2、患者客观失眠指标改善：睡眠潜伏期、觉醒次数、睡眠总时长等；

3、无创、无副作用、不会产生依赖；

4、患者训练后期不再依赖本发明改善睡眠，效果可继续维持。

5、与基于脑电信号的神经反馈相比，rtfMRI-NF具有更高的空间分辨率和定位精度，覆盖全脑扫描，还可用于追踪多个脑区的活动变化并了解脑区之间的功能连接以及整个大脑网络的情况；与传统的神经影像学相比，其优势在于大脑皮层的神经元活动从因变量变为可以调控的自变量，从而研究受试者相应的认知行为变化。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图；

图2为本发明试验方法及步骤的示意图；。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明实施例为：

A.基线rs-fMRI：观察未训练前静息状态下大脑的活动；

B.测试训练：让受试者适应并熟悉训练的流程，每组约为7分钟；每次1组，每周1次，连续3周；

C.线上反馈训练：测试训练结束后进行3组线上反馈训练，每组约7分钟，每周1次，连续3周，提升自主调节训练的效果；在反馈训练阶段，受试者通过回忆自传体记忆诱发自己的高兴情绪，进而上调杏仁核的活动；然后根据反馈的信息调整策略，如果当前策略无效，更换提前准备的其他记忆片段，尽可能高的上调杏仁核活动；

D.线上无反馈训练：在每次线上反馈训练结束后进行1组线上无反馈训练，受试者根据线上反馈训练学习的调节策略和方法上调杏仁核活动，调节方式同线上反馈训练；每组约7 分钟，每周1次，连续3周，为离线转移训练做准备；

E.训练后rs-fMRI：与基线对比，观察神经反馈训练后静息状态下大脑活动变化；

试验组反馈给受试者左侧杏仁核(定义为Talairach空间半径为7mm的球体，坐标：-21， -5，-16)的脑活动信号；要求受试者回忆高兴的记忆来上调杏仁核的活动，激活上升时，反馈给受试者的温度计表示的反馈信号上升；激活下降时，温度计下降。

本发明进一步优化了rtfMRI-NF的时间分辨率和成像质量，减小微小头动、物理及生理噪声等干扰因素对脑功能网络研究产生的负面影响，搭建高精准度脑内核团调控系统，在一个射频脉冲的重复时间2秒内完成一个全脑数据的传输、处理和反馈呈现如图1所示；通过 fMRI实时记录受试者的神经活动，将其神经活动信息实时反馈给受试者，使受试者通过了解当前的神经活动进行训练和自主调节；本发明无创、无副作用、不会产生依赖。