[發(fā)明專利]一種檢測養(yǎng)血清腦丸改善認(rèn)知功能的腦網(wǎng)絡(luò)分析方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710096320.5
• 申請日: 2017-02-22
• 公開（公告）號: CN106874680A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王心明;徐勇;李婧;史俊研;郭曉杰
• 申請（專利權(quán)）人: 天津天士力醫(yī)藥商業(yè)有限公司;徐勇;李婧
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;A61B5/055
• 代理公司: 山西五維專利事務(wù)所(有限公司)14105
• 代理人: 郭海燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于神經(jīng)影像學(xué)和中藥學(xué)領(lǐng)域，涉及基于功能磁共振成像fMRI數(shù)據(jù)的大腦功能網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域，具體涉及一種檢測養(yǎng)血清腦丸改善認(rèn)知功能的腦網(wǎng)絡(luò)分析方法。

背景技術(shù)

養(yǎng)血清腦丸是天津天士力制藥股份有限公司研制、生產(chǎn)的國家三類中藥新藥，以宋代中醫(yī)名著《太平惠民和劑局方》的“四物湯”為基礎(chǔ)加味并采用最新工藝研制而成的標(biāo)本兼治的制劑，具有“養(yǎng)血活血、平肝潛陽”的作用。其主要成分是當(dāng)歸、川芎、白芍、熟地黃、鉤藤、雞血藤、夏枯草、決明子、珍珠母、延胡索、細(xì)辛。藥理研究表明，養(yǎng)血清腦丸具有改善軟腦膜微循環(huán)、增加腦血流量、緩解血管痙攣、止痛等藥理作用，現(xiàn)已成為治療頭暈、頭痛、腦供血不足、高血壓、眩暈、失眠等疾病的中藥特效藥。更有一些研究表明，養(yǎng)血清腦丸可以改善由局部缺血或精神疾病等引起的認(rèn)知功能損害，同時(shí)也能夠改善亞健康人群的心理狀態(tài)。目前，雖然對養(yǎng)血清腦丸的藥理作用已有一定認(rèn)識，但養(yǎng)血清腦丸改善亞健康人群認(rèn)知功能的潛在神經(jīng)生理機(jī)制仍是未知的。

功能磁共振成像(fMRI)技術(shù)是一種基于磁共振成像的、非介入的、無創(chuàng)傷且非常有效的腦功能成像技術(shù)，其原理是通過磁共振造影量測神經(jīng)元活動(dòng)引起的血液動(dòng)力的改變。由于它具有可靠的理論基礎(chǔ)、良好的時(shí)空分辨率等諸多特性，近年來，從神經(jīng)影像中發(fā)現(xiàn)對中藥敏感的生物標(biāo)記物和功能連接特性已成為一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。

在fMRI數(shù)據(jù)分析方法上，腦功能網(wǎng)絡(luò)分析已經(jīng)發(fā)展成為fMRI數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域的一個(gè)重要的分支，它能夠在全腦水平上進(jìn)行功能連接分析并獲取腦功能網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋵傩浴３X功能網(wǎng)絡(luò)分析外，目前還存在有基于種子點(diǎn)的功能連接分析、局部一致性分析、獨(dú)立成分分析等功能連接方法，但是這些方法都不能實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋵傩赃M(jìn)行分析。相比較而言，腦網(wǎng)絡(luò)分析方法能夠繪制同一時(shí)間內(nèi)的所有大腦單元間的連接模式，并能夠用于探討該連接模式干預(yù)前后的變化。最常用的腦網(wǎng)絡(luò)分析方法是傳統(tǒng)腦網(wǎng)絡(luò)分析，它能有效地在全腦范圍內(nèi)評估節(jié)點(diǎn)間連接的組間差異。除此之外，基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對腦網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析并從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，也已成為新的研究趨勢。頻繁子圖挖掘作為一種分析方法已逐漸開始被應(yīng)用于腦影像領(lǐng)域，該方法主要用于尋找一個(gè)圖集中的共有子圖，并根據(jù)組間的子圖頻度差對數(shù)據(jù)進(jìn)行特征分類。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：利用傳統(tǒng)腦網(wǎng)絡(luò)分析和頻繁子圖挖掘方法分析fMRI數(shù)據(jù)，進(jìn)而得到養(yǎng)血清腦丸改善認(rèn)知功能的神經(jīng)生理機(jī)制。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種檢測養(yǎng)血清腦丸改善認(rèn)知功能的腦網(wǎng)絡(luò)分析方法，包括以下步驟：

(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：采用靜息態(tài)fMRI實(shí)驗(yàn)，以亞健康人群為研究對象；

(2)采集靜息狀態(tài)下的fMRI數(shù)據(jù)；

(3)針對采集到的fMRI數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；

(4)節(jié)點(diǎn)、邊的定義及閾值的選擇；

(5)選擇傳統(tǒng)腦網(wǎng)絡(luò)分析方法對fMRI數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；

(6)選擇頻繁子圖挖掘方法對fMRI數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；

(7)分析、比較并整合兩種方法的結(jié)果，得到養(yǎng)血清腦丸改善認(rèn)知功能的神經(jīng)機(jī)制。

本發(fā)明所述步驟(1)還包括以下步驟：

(1.1)篩選符合要求的亞健康人員組成一組；

(1.2)對入組的亞健康人員進(jìn)行第一次靜息態(tài)fMRI掃描和認(rèn)知測評，記錄第一次靜息態(tài)fMRI掃描和認(rèn)知測評結(jié)果；

(1.3)對入組亞健康人員進(jìn)行藥物干預(yù)；

(1.4)干預(yù)結(jié)束后對入組亞健康人員進(jìn)行第二次靜息態(tài)fMRI掃描和認(rèn)知測評，記錄第二次靜息態(tài)fMRI掃描和認(rèn)知測評結(jié)果。

本發(fā)明所述步驟(2)的具體方法為：使用德國西門子公司生產(chǎn)的3T全身磁共振成像系統(tǒng)，收集被試的全腦fMRI數(shù)據(jù)，采集回波平面成像序列，橫斷位從下到上隔層掃描，32層，層厚＝4毫米，層間隔＝0毫米，脈沖重復(fù)時(shí)間TR＝2500毫秒，脈沖回波時(shí)間TE＝30毫秒，采集矩陣＝64×64，翻轉(zhuǎn)角度FA＝90度，掃描視野FOV＝240mm，針對每個(gè)被試，采集212個(gè)時(shí)間點(diǎn)，掃描持續(xù)時(shí)間8分57秒。

本發(fā)明所述步驟(3)還包括以下步驟：

(3.1)所有的預(yù)處理操作都是使用統(tǒng)計(jì)參數(shù)圖SPM軟件包完成；

(3.2)為避免磁共振機(jī)器每個(gè)session啟動(dòng)時(shí)的勻場效應(yīng)及受試者初入環(huán)境的不適應(yīng)可能對結(jié)果造成一定影響，刪除每個(gè)被試每個(gè)session前十幀功能圖像；