[發明專利]人工神經網絡圖像分析預測腦積水分流手術療效的方法

有效

• 申請號: 202110650101.3
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN113284126B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 徐昊;方翔
• 申請（專利權）人: 安徽省立醫院（中國科學技術大學附屬第一醫院）
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T5/50;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 深圳至誠化育知識產權代理事務所(普通合伙) 44728
• 代理人: 劉英

本發明提供一種人工神經網絡圖像分析預測腦積水分流手術療效的方法。所述人工神經網絡圖像分析預測腦積水分流手術療效的方法包括以下步驟：S1：腦積水分流手術前后影像學標本的收集和預處理：利用醫學影像算法研究與臨床統計研究的結合，對于醫學影像部分，擬采用深度卷積神經網絡的方法進行計算，獲得相應的參數，采用回顧性的方法獲取已有的病患的圖片，并設計網絡進行訓練并進行調參。本發明提供的人工神經網絡圖像分析預測腦積水分流手術療效的方法具有能夠把腦積水的手術治療從既往的臨床經驗主義，轉化為結合大數據影像學分析并且通過人工神經網絡達到個體化評估，同時能夠為腦積水的研究和治療提供新的思路的優點。

技術領域

本發明涉及醫療技術領域，尤其涉及一種人工神經網絡圖像分析預測腦積水分流手術療效的方法。

背景技術

腦積水是嚴重威脅人類健康的疾病，先天性腦積水對嬰兒影響大，有較高的病死率和致殘率，而獲得性腦積水則是可以繼發于腦出血、腦外傷、腦腫瘤、腦炎等各種神經系統疾病和損傷，是臨床上病情加重、預后不良，甚至導致患者死亡的重要因素，即使經過積極的治療，大部分患者仍然存在神經功能缺失，部分患者生活不能自理，終生臥床或行走不便，給患者的心理和生理造成了嚴重的影響，給家庭和社會造成了嚴重的負擔。

腦積水的發病率高，在新生兒的發病率約為0.3％-0.4％，大多數患兒癥狀進行性加重，患兒出現頭圍增大、頭疼、嘔吐、眼底水腫，晚期可出現步態不穩、智力減退、性早熟、生長發育遲緩等。而后天獲得性腦積水可繼發于顱腦創傷、腦出血疾病、腫瘤、腦炎等等，僅僅在蛛網膜下腔出血后發生率就高達9％-36％^[2-7]。不僅是外科醫生在臨床上面臨的棘手問題，同時也給患者的康復造成了極大困難。

腦積水發病機制是多種原因引起的腦脊液分泌過多、循環受阻或吸收障礙而導致腦脊液在顱內的過多積蓄，其部位常發生在腦室內，也可累及蛛網膜下腔。腦積水的病理改變包括腦室系統擴大、腦實質變薄、白質脫髓鞘變、神經軸受壓變形、膠質增生及神經細胞退行性變等。以上改變將會給患者的腦功能造成不可逆的損傷。

目前，對于腦積水的主要治療方式包括腦室腹腔分流。然而，腦室腹腔分流不符合人體正常的生理結構，不僅并發癥多，出血、感染、堵管等都會造成手術失敗，而且患者需要終生帶管。

即便如此，腦室腹腔分流仍然是目前全世界臨床上治療腦積水最常用的方法。

該方法目前存在的核心問題是：

1.手術指征不明確

首先，對于此類患者是否行分流手術臨床上難以判斷，主要根據癥狀和外科醫生的經驗進行選擇。僅有的參考標準是影像學檢查和腰穿實驗。

但是，患者影像學檢查表現差異極大，許多腦積水患者腦室輕度擴大但表現出極其嚴重的臨床癥狀，有些患者雖然腦室擴大明顯，但臨床癥狀輕。

然而腰穿存在許多局限性，首先顱內壓力和腦室擴大不成正比，甚至對于正常壓力腦積水患者，腰穿檢查壓力正常。而腰穿后的放液實驗缺乏評判標準，療效極其主觀。

以上問題就造成了，手術后患者預后難以預料。許多患者癥狀雖然經歷了分流手術，但是術后癥狀長期不能緩解；還有許多本應該盡早行手術治療，患者錯過了治療的最佳時機，造成了臨床上無法逆轉的腦功能損害。

2.顱內壓力難以調控

目前臨床上常見的腦室腹腔分流管已經具備調節壓力功能。但是，對于壓力的設置依然是臨床醫生遇到的巨大挑戰。不同患者腦脊液分泌和吸收量差異極大，分流管壓力設置還到患者年齡、病程、病因、腦組織順應性和分流管壓力等多方面因素的影響。

目前通用的做法是先根據醫生經驗設置初始壓力，后根據患者癥狀變化，反復復查頭顱CT，進行壓力調節。大部分患者需要經歷分流管壓力設置過大，過小，再過大，反復調節。首先患者不得不接受多次的CT輻射、延長出院實踐，或反復奔走求醫。