[發明專利]腦網絡多頻融合圖核的阿爾茨海默病輔助診斷裝置及方法

有效

• 申請號: 201810930199.6
• 申請日: 2018-08-15
• 公開（公告）號: CN109034263B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 信俊昌;汪新蕾;陳金義;王中陽;王司亓;盧思成
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06T11/00;G16H50/20
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 劉曉嵐

本發明提供一種腦網絡多頻融合圖核的阿爾茨海默病輔助診斷裝置及方法，涉及計算機輔助診斷技術領域。該裝置包括圖像預處理模塊、圖像分頻模塊、圖核生成模塊、圖核融合模塊和輔助診斷模塊；圖像分頻模塊將功能核磁共振圖像與AAL模板進行匹配，并進行分頻處理；圖核生成模塊對分頻后的圖像構建多頻腦網絡，并形成一個矩陣；圖核融合模塊將所有圖核融合成為一個圖核；輔助診斷模塊將融合的圖核與核極限學習機結合，實現對阿爾茨海默病的診斷。本發明還提供了采用該裝置進行診斷的方法。本發明提供的腦網絡多頻融合圖核的阿爾茨海默病輔助診斷裝置及方法，能夠充分表示多頻段下大腦活動信息差異，令功能核磁共振圖像的信號信息得到充分發揮。

技術領域

本發明涉及計算機輔助診斷技術領域，尤其涉及一種腦網絡多頻融合圖核的阿爾茨海默 病輔助診斷裝置及方法。

背景技術

近些年來，神經影像技術特別是功能影像學取得了飛速的進步，這為研究患有阿爾茨海 默病病人各個腦區具有的功能提供了相應的技術。功能磁共振成像作為其中一種成熟的功能 影像學檢測技術，它的優勢在于無創監測大腦功能和活動，時空分辨率較高。使用基于血氧 水平依賴方法來測量大腦各個區域之間的相關性已被證明是研究大腦功能組織的有力工具。 在靜息態功能核磁共振圖像(functional Magnetic ResonanceImaging，即fMRI)中，可以看出人 腦的各個腦區在此時存在著有序的功能活動，被認為是一個多層次的復雜網絡，近些年隨著 研究的深入，越來越多的研究開始將圖論中的復雜網絡應用于腦網絡，通過對腦網絡的構建 和分析可以更好地描述大腦的活動狀態以及各個神經元或腦區之間的交互。

在fMRI數據中，不同頻段下的信號包含了不同頻段的大腦活動信息，而現有研究中的 腦網絡均是基于時域信號構建的，忽略了頻域中各個頻段下的差異信息，由此得到的圖核也 不能更準確地描述大腦的頻域信息。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種腦網絡多頻融合圖核的 阿爾茨海默病輔助診斷裝置及方法，對功能核磁共振圖像進行腦網絡的分類，進而能夠對阿 爾茨海默病進行輔助診斷。

腦網絡多頻融合圖核的阿爾茨海默病輔助診斷裝置，包括圖像預處理模塊、圖像分頻模 塊、圖核生成模塊、圖核融合模塊和輔助診斷模塊；所述圖像預處理模塊將功能核磁共振圖 像進行預處理，并將其傳送到圖像分頻模塊；所述圖像分頻模塊將功能核磁共振圖像與具有 90個腦區的AAL模板進行匹配，使預處理后的功能核磁共振圖像包括90個感興趣區域，并 對匹配后的圖像進行分頻處理；所述圖核生成模塊對分頻后的圖像構建多頻腦網絡，然后計 算每個頻段腦網絡之間的圖核，并將每個頻段中所有腦網絡之間的圖核形成一個矩陣；所述 圖核融合模塊為每個頻段的圖核分配權值，然后將所有頻段得到的圖核融合成為一個圖核； 所述輔助診斷模塊將融合的圖核與核極限學習機結合，并進行數據訓練，最終實現對阿爾茨 海默病的診斷。

優選地，所述圖像預處理模塊包括依次連接的時間片校正器、頭動校正器和平滑降噪器； 所述時間片校正器用于將輸入的功能核磁圖像進行時間片校正，得到一系列功能核磁共振圖 像(I₀，I_-1，I_-2，...，I_-i-1)；所述頭動校正器用于將時間片校正后的功能核磁共振圖像進行頭動校 正，得到一系列功能核磁共振圖像(H₀，H_-1，H_-2，...，H_-i-1)；所述平滑降噪器用于將頭動校正后 的功能核磁共振圖像進行平滑降噪，得到一系列功能核磁共振圖像(S₀，S_-1，S_-2，...，S_-i-1)。