[發(fā)明專利]一種基于光譜的阿爾茨海默癥智能檢測(cè)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011256155.3
• 申請(qǐng)日: 2020-11-11
• 公開（公告）號(hào): CN112444500B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李志剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)秦皇島分校
• 主分類號(hào): G01N21/3577
• 分類號(hào): G01N21/3577
• 代理公司: 沈陽東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

本發(fā)明提供一種基于光譜的阿爾茨海默癥智能檢測(cè)裝置，涉及智能醫(yī)療檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。該裝置采集不同癥狀階段阿爾茨海默癥患者和健康對(duì)照組的血漿樣本，并測(cè)量血漿樣本的FTIR?ATR光譜數(shù)據(jù)；并對(duì)血漿樣本的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，并求取預(yù)處理后光譜數(shù)據(jù)的一階導(dǎo)數(shù)光譜和二階導(dǎo)數(shù)光譜；然后獲得阿爾茨海默癥不同癥狀階段的模型特征波數(shù)及檢測(cè)特征波數(shù)；利用隨機(jī)森林構(gòu)建多個(gè)適用于不同階段阿爾茨海默病的檢測(cè)模型，并根據(jù)模型特征波數(shù)來驅(qū)動(dòng)不同檢測(cè)模型間的切換；最后依據(jù)切換的檢測(cè)模型以及所對(duì)應(yīng)的檢測(cè)特征波數(shù)完成阿爾茨海默疾病的檢測(cè)。本裝置不但能夠檢測(cè)出阿爾茨海默癥狀，還能進(jìn)一步檢測(cè)出阿爾茨海默癥的不同階段。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能醫(yī)療檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于光譜的阿爾茨海默癥智能檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)

阿爾茨海默癥(Alzheimer disease，簡(jiǎn)稱AD)俗稱老年癡呆是繼心血管病、腦血管病和腫瘤之后，一種起病隱匿、多發(fā)于老年、多致病因素、逐漸喪失記憶和認(rèn)知能力、危及生命的神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病。目前為止，阿爾茨海默癥患者在僅通過藥物延緩發(fā)展，尚無有效治愈方法。據(jù)《2019年世界阿爾茨海默病報(bào)告》目前全球約有5000萬阿爾茨海默癥患者，數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，截止2050年，阿爾茨海默癥患者將達(dá)到1.52億之多，平均每3秒就有一人罹患阿爾茨海默癥。中國(guó)已經(jīng)是世界上阿爾茨海默癥患病人口最多、增長(zhǎng)速度最快的地區(qū)。阿爾茨海默癥治療的直接與間接費(fèi)用粗略估算已經(jīng)占到了國(guó)內(nèi)GDP的1.47％，預(yù)計(jì)2030年達(dá)到3.5萬億元，2050年將達(dá)到12.6萬億元。阿爾茨海默癥已經(jīng)給家庭和社會(huì)帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。阿爾茨海默癥作為神經(jīng)變性病，存在廣泛的復(fù)雜神經(jīng)變性障礙，其特征在于神經(jīng)元功能的失調(diào)最終導(dǎo)致神經(jīng)元死亡，其發(fā)病機(jī)制目前尚未明確。存在證據(jù)表明在顯著癥狀出現(xiàn)前的數(shù)十年，阿爾茨海默癥患者腦內(nèi)就已產(chǎn)生了上述病理改變。阿爾茨海默癥診斷標(biāo)準(zhǔn)也將阿爾茨海默認(rèn)定為一個(gè)連續(xù)發(fā)展的病理、生理過程，因此，阿爾茨海默癥早期的檢測(cè)非常關(guān)鍵。

現(xiàn)有的阿爾茨海默癥篩查與檢測(cè)方法主要有量表(認(rèn)知標(biāo)記)評(píng)估、腦脊液檢測(cè)、基因檢測(cè)及影像學(xué)檢查等。量表檢查過程中全程需要受過培訓(xùn)的測(cè)試人員參與，在使用過程中受被測(cè)試者受教育程度和語言理解能力的影響較大，并且對(duì)檢測(cè)提供者的人力資源提出了很高的需求。腦脊液生物標(biāo)記物診斷方式存在操作復(fù)雜、侵入性高、患者痛苦等缺陷更不適于阿爾茨海默癥早期的檢測(cè)。通過fMRI、PET、SPECT等多種腦功能成像技術(shù)的硬性檢查，可發(fā)現(xiàn)MCI/阿爾茨海默的特異性影像學(xué)表現(xiàn)，并可用于排除其他潛在疾病。但因檢測(cè)成本高昂，未能在篩查檢測(cè)中常規(guī)運(yùn)用，多作為高風(fēng)險(xiǎn)人群確診使用；基因檢測(cè)只對(duì)特定的家族性早發(fā)型阿爾茨海默癥有效。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于光譜的阿爾茨海默癥智能檢測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)阿爾茨海默癥的早期檢測(cè)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種基于光譜的阿爾茨海默癥智能檢測(cè)裝置，包括光譜采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、模型特征波數(shù)選取模塊、多模型檢測(cè)模塊、檢測(cè)特征波數(shù)選取模塊、檢測(cè)與判斷模塊以及顯示模塊；

所述光譜采集模塊采集不同癥狀階段阿爾茨海默癥患者和健康對(duì)照組的血漿樣本，并測(cè)量血漿樣本的FTIR-ATR光譜數(shù)據(jù)，構(gòu)成血漿光譜樣本集；

根據(jù)阿爾茨海默病分級(jí)體系總體衰退量表(Global Deterioration Scale，即GDS)，涉及Reisnberg規(guī)定的七個(gè)階段，將阿爾茨海默癥劃分為早期癥狀階段、中前期癥狀階段、中后期癥狀階段以及晚期癥狀階段；

所述數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)血漿樣本的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行基線校正預(yù)處理，并求取預(yù)處理后光譜數(shù)據(jù)的一階導(dǎo)數(shù)光譜和二階導(dǎo)數(shù)光譜；將血漿光譜樣本集按照阿爾茨海默癥早期、中前期、中后期和晚期不同階段和健康對(duì)照組光譜樣本一起進(jìn)行劃分，形成阿爾茨海默癥不同階段檢測(cè)篩查與判斷模型的訓(xùn)練集和測(cè)試集；