[發明專利]一種兒童腦發育水平評估方法，系統及存儲設備

在審

• 申請號: 202010148410.6
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111403032A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 楊志;李嘉;張洪錫
• 申請（專利權）人: 上海市精神衛生中心（上海市心理咨詢培訓中心）
• 主分類號: G16H50/30
• 分類號: G16H50/30;G06T7/00;G06K9/34;G06K9/62
• 代理公司: 上海容慧專利代理事務所(普通合伙) 31287
• 代理人: 于曉菁

本發明提供了一種兒童腦發育水平評估方法，系統及存儲設備，通過磁共振影像定量、客觀評估1?6歲兒童的腦發育水平，指示每個個體的每個腦區在同齡人中的相對位置，并依據磁共振影像評估個體的腦發育水平，包括預處理兒童腦部結構的磁共振圖像，將圖像進行圖像分割以獲得各腦區圖像，并完成大腦皮層的重建；計算受檢兒童腦齡和實際年齡之間的差距，以完成受檢兒童的腦齡評估結果；獲取各腦區發展狀態的評估結果；將腦齡評估結果和腦區發展狀態評估結果輸入經過訓練的線性判別分析模型，獲得個體腦發育程度評估結果和腦發育異常狀態識別結果。

技術領域

本發明涉及腦影像醫學技術領域，具體涉及一種兒童腦發育水平評估方法，系統及存儲設備。

背景技術

1-6歲兒童的腦發育與認知、社會能力的發展密切相關。健康的腦發育使兒童具備較強的認知和社會能力，患腦發育障礙的兒童在各種認知和社會能力方面均受嚴重損傷。腦的發育異常往往在癥狀出現之前發生。及時、客觀、定量化地評估1-6歲兒童的腦發育狀況，為早期識別和干預兒童的腦發育障礙提供重要依據。

發明內容

本發明的目的是提供一種兒童腦發育水平評估方法，系統及存儲設備，通過磁共振影像定量、客觀評估1-6歲兒童的腦發育水平，指示每個個體的每個腦區在同齡人中的相對位置，并依據磁共振影像評估個體的腦發育水平。

為了達到上述目的，本發明一方面提供一種兒童腦發育水平評估方法，包括：

預處理兒童腦部結構的磁共振圖像，將圖像進行圖像分割以獲得各腦區圖像，并完成大腦皮層的重建；

根據所述各腦區圖像和大腦皮層評估受檢兒童腦齡，并計算受檢兒童腦齡和實際年齡之間的差距，以完成受檢兒童的腦齡評估結果；

根據所述各腦區圖像和大腦皮層，獲取各腦區發展狀態的評估結果；

將腦齡評估結果和腦區發展狀態評估結果輸入經過訓練的線性判別分析模型，獲得個體腦發育程度評估結果和腦發育異常狀態識別結果。

進一步的，在圖像分割過程中，還包括：

標定多幅腦部磁共振圖像的腦區邊界，以形成先驗概率圖像集，所述腦區邊界包括灰質邊界、白質邊界和腦髓液邊界；

基于先驗概率圖像集，并以標定的邊界作為特征，訓練腦區圖像分割模型；

將圖像輸入基于先驗概率的腦區圖像分割模型，獲取腦區圖像的分割結果。

進一步的，在大腦皮層的重建過程中，還包括：

采用ANTs和freesurfer工具對多模態的圖像數據進行配準和皮層重建。

進一步的，建立腦齡預測模型以評估受檢兒童腦齡，所述模型的建立過程包括：

將已有診療數據中各腦區圖像和大腦皮層數據作為訓練數據集，并提取兒童腦齡特征；

訓練回歸向量機，完成對兒童腦齡特征的分類。

進一步的，在腦區發展狀態的評估過程中，還包括：

根據各腦區圖像和大腦皮層提取腦形態結構特征；

將各腦區圖像和大腦皮層數據輸入腦區生長曲線模型，用以生成個體的腦區生長曲線；

將受試兒童的腦形態結構特征與腦區生長曲線與同齡人進行比較，以獲取受試兒童的腦區發展狀態的評估結果。

進一步的，所述腦區生長曲線模型的建立過程包括：

采用可加線性平滑模型，將已有診療數據中各腦區圖像和大腦皮層數據作為訓練數據集，訓練可加線性平滑模型以完成對腦區生長曲線的擬合。