[發(fā)明專利]一種用于AD早期發(fā)現(xiàn)的單變量神經(jīng)退行性生物標(biāo)志物

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111663445.4
• 申請(qǐng)日: 2021-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN114187379A
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王剛;曲宗帥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 魯東大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T11/00
• 分類號(hào): G06T11/00;G06T7/35;G06T7/60;G16H30/00;G06K9/62;G06V10/764
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 王俊

本發(fā)明公開了一種用于AD早期發(fā)現(xiàn)的單變量神經(jīng)退行性生物標(biāo)志物，屬于阿爾茲海默癥識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，通過對(duì)不同的感興趣區(qū)域賦予不同的權(quán)重，以生成可靠且穩(wěn)健的單變量形態(tài)測(cè)量指數(shù)來(lái)反映由阿爾茲海默癥引起的大腦的形態(tài)變化。本發(fā)明與傳統(tǒng)的單變量生物標(biāo)志物相比，具有更高的統(tǒng)計(jì)功效，并且可以更好地表征阿爾茲海默癥引起的大腦皮層的形態(tài)變化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及阿爾茲海默癥識(shí)別領(lǐng)域，特別涉及一種用于AD早期發(fā)現(xiàn)的單變量神經(jīng)退行性生物標(biāo)志物。

背景技術(shù)

阿爾茲海默癥(AD)是一種常見的神經(jīng)退行性疾病,高發(fā)于65歲以上的老年群體。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)與醫(yī)療的快速發(fā)展,全球人口都呈現(xiàn)出了老齡化趨勢(shì),阿爾茲海默癥對(duì)人類健康的威脅也愈發(fā)明顯。

結(jié)構(gòu)磁共振成像(sMRI)是臨床醫(yī)生對(duì)阿爾茲海默癥患者做出診斷的重要依據(jù),通過sMRI能夠幫助臨床醫(yī)生更快、更準(zhǔn)確地診斷阿爾茲海默癥,從而盡早對(duì)阿爾茲海默癥患者進(jìn)行干預(yù)治療。

然而，發(fā)明人在日常實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的技術(shù)方案具有如下問題：

由于大腦的幾何形狀復(fù)雜，也存在這個(gè)體差異，很難在保持局部形態(tài)結(jié)構(gòu)的同時(shí)，建立個(gè)體之間整體大腦皮質(zhì)幾何形狀的對(duì)應(yīng)關(guān)系。另外，在以往的研究中，感興趣區(qū)域(ROIs)是通過對(duì)整個(gè)皮質(zhì)表面的形態(tài)學(xué)測(cè)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)組間差異分析形成的。這些感興趣區(qū)域(ROIs)僅受皮質(zhì)形態(tài)測(cè)量的影響，并不反映皮質(zhì)解剖區(qū)域的異常。因此，解剖信息的缺乏會(huì)導(dǎo)致感興趣區(qū)域(ROIs)不可靠，不利于揭示解剖區(qū)域形態(tài)異常與AD相關(guān)癥狀之間的關(guān)系。

有鑒于此，實(shí)有必要提供一種新的技術(shù)方案以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種用于AD早期發(fā)現(xiàn)的單變量神經(jīng)退行性生物標(biāo)志物，具有更高的統(tǒng)計(jì)功效，并且可以更好地表征阿爾茲海默癥引起的大腦皮層的形態(tài)變化。

一種用于AD早期發(fā)現(xiàn)的單變量神經(jīng)退行性生物標(biāo)志物，包括：

提取待分析結(jié)構(gòu)性核磁共振影像中的灰質(zhì)部分并進(jìn)行表面結(jié)構(gòu)重建，計(jì)算出灰質(zhì)部分表面厚度信息；

將灰質(zhì)部分表面劃分為34個(gè)解剖區(qū)域；

對(duì)所有個(gè)體的灰質(zhì)部分表面厚度信息與解剖區(qū)域進(jìn)行配準(zhǔn)；

提取群組間本質(zhì)的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征；

基于群組間本質(zhì)的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征，得到每個(gè)解剖區(qū)域中所有點(diǎn)的群組統(tǒng)計(jì)差異，選定形態(tài)變化最顯著的n個(gè)區(qū)域作為感興趣區(qū)域；

根據(jù)統(tǒng)計(jì)差異的顯著性，為不同的感興趣區(qū)域分配不同的權(quán)重進(jìn)行加權(quán)計(jì)算；

計(jì)算單變量形態(tài)測(cè)量指數(shù)。

優(yōu)選的，所述對(duì)所有個(gè)體的灰質(zhì)部分表面厚度信息與解剖區(qū)域進(jìn)行配準(zhǔn)包括：

基于構(gòu)建的灰質(zhì)皮層三角網(wǎng)格和基于FreeSurfer軟件生成相對(duì)應(yīng)的球面網(wǎng)格；

根據(jù)球諧基函數(shù)并通過最小二乘法估計(jì)球諧系數(shù)；

使用一個(gè)統(tǒng)一的單位球體作為模板，根據(jù)模板表面的球諧基函數(shù)配準(zhǔn)不同個(gè)體的左半球皮層表面。

優(yōu)選的，所述根據(jù)球諧基函數(shù)并通過最小二乘法估計(jì)球諧系數(shù)中，球諧系數(shù)為：

其中，f_lm為球諧系數(shù)，為球坐標(biāo)，為球諧函數(shù)。

優(yōu)選的，所述球諧函數(shù)為：

其中，Y_lm為球諧函數(shù)，是m階勒讓德多項(xiàng)式。