[發(fā)明專利]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的腦缺血風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估平臺(tái)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210531969.6
• 申請(qǐng)日: 2022-05-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114628036B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃清;賀威;劉運(yùn)海;王淞;庹佳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)湘雅醫(yī)院
• 主分類號(hào): G16H50/30
• 分類號(hào): G16H50/30;G06T7/00;G06T7/11;G06T7/62;G06N3/04;G06N3/08;A61B5/055;A61B5/02
• 代理公司: 長(zhǎng)沙湘之星知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43271
• 代理人: 劉向丹

本發(fā)明涉及基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的腦缺血風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估平臺(tái)，其綜合考慮頸動(dòng)脈斑塊數(shù)據(jù)和腦部磁共振圖像，首先通過(guò)分析頸動(dòng)脈斑塊數(shù)據(jù)本身，將明顯無(wú)異常的斑塊（無(wú)風(fēng)險(xiǎn)）和明顯有異常的斑塊（高風(fēng)險(xiǎn)）劃分開(kāi)來(lái)，剩下不好判斷的不伴有明顯狹窄的頸動(dòng)脈斑塊，再通過(guò)腦部磁共振圖像，打破常規(guī)對(duì)頸動(dòng)脈斑塊自身的研究，探索斑塊與大腦結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)，能夠基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊，從大腦初期變化，對(duì)頸動(dòng)脈斑塊做預(yù)判，預(yù)估其腦缺血風(fēng)險(xiǎn)的高低，可用于腦缺血風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估，用于急性卒中、慢性腦缺血、血管性癡呆等情況的預(yù)測(cè)和預(yù)防，其用于臨床預(yù)估，防患未然具有非常大的積極效應(yīng)，能提高診斷精準(zhǔn)度，更大程度、更及時(shí)的挽救病患生命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像分析技術(shù)，特別是涉及腦缺血風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估平臺(tái)。

背景技術(shù)

卒中、心臟病、惡性腫瘤共同組成大多數(shù)國(guó)家的三大致死疾病。其中，卒中已經(jīng)超過(guò)惡性腫瘤成為我國(guó)第一致死病因。尤其是，缺血性卒中更是占到所有卒中的60%-80%。因此，提前預(yù)防卒中和卒中相關(guān)并發(fā)癥，尤其是缺血性卒中、血管性癡呆等的研究是極為必要的。

既往研究大多集中關(guān)注頸動(dòng)脈中重度狹窄患者的腦功能改變，而較少關(guān)注無(wú)輕度狹窄或斑塊的頸動(dòng)脈病變患者。但是，越來(lái)越多的證據(jù)顯示：杏仁體及下丘腦是調(diào)控動(dòng)脈粥樣硬化炎癥反應(yīng)的重要腦結(jié)構(gòu)，人體不同程度的頸動(dòng)脈動(dòng)脈粥樣硬化病變與大腦的皮層下結(jié)構(gòu)-高級(jí)皮層腦區(qū)互為因果、調(diào)控反饋。目前認(rèn)為，斑塊內(nèi)炎癥免疫反應(yīng)是影響頸動(dòng)脈斑塊易損性的關(guān)鍵，炎癥反應(yīng)通過(guò)促發(fā)氧化應(yīng)激、脂質(zhì)代謝，新生滋養(yǎng)血管甚至反饋中樞神經(jīng)遞質(zhì)介導(dǎo)易損斑塊演變及血栓事件發(fā)生的全過(guò)程。研究證實(shí)；腦內(nèi)高級(jí)皮層 ACC（前扣帶皮層）、mPFC（內(nèi)側(cè)前額葉皮層）通過(guò)大量的節(jié)點(diǎn)與控制自主神經(jīng)系統(tǒng)的皮層下結(jié)構(gòu)（杏仁體和下丘腦）相互關(guān)聯(lián)，調(diào)控中樞神經(jīng)遞質(zhì)介導(dǎo)斑塊內(nèi)炎性標(biāo)志物的活動(dòng)，協(xié)同易損斑塊附近血流動(dòng)力學(xué)改變，促發(fā)頸動(dòng)脈易損斑塊的破裂。大腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)（DMN）是大腦在靜息狀態(tài)下表現(xiàn)為一致活躍的腦區(qū)，主要功能節(jié)點(diǎn)包括內(nèi)側(cè)前額葉皮層（mPFC），楔前葉，角回和前扣帶皮層（ACC）和后扣帶皮層（PCC）），參與調(diào)控炎癥免疫反應(yīng)介導(dǎo)的神經(jīng)精神類疾病。尤其是默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的ACC 和 mPFC 是參與系統(tǒng)性炎性活動(dòng)的高級(jí)皮層。研究發(fā)現(xiàn)，默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi) ACC 和mPFC 調(diào)控大腦炎性神經(jīng)遞質(zhì)參與頸動(dòng)脈粥樣硬化過(guò)程。反之，不同程度頸動(dòng)脈粥樣硬化，甚至頸動(dòng)脈斑塊形成初期，大腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)（DMN）開(kāi)始接受負(fù)反饋調(diào)節(jié)，臨床上逐漸出現(xiàn)頭痛、頭昏、失眠等癥狀，卻無(wú)法通過(guò)現(xiàn)有影像學(xué)手段檢測(cè)分析。因此，如何探究不同程度頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊患者大腦早期的隱匿改變，尋找頸動(dòng)脈斑塊介導(dǎo)早期腦功能變化的特異性影像學(xué)標(biāo)記物，構(gòu)建二者之間的關(guān)聯(lián)，是預(yù)防腦缺血損傷，包括缺血性卒中、慢性腦缺血和血管性癡呆的亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的腦缺血風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估平臺(tái)，包括：依次連接的獲取裝置、控制裝置和輸出裝置；

獲取裝置，用于獲取頸動(dòng)脈斑塊數(shù)據(jù)和腦部磁共振圖像；

控制裝置，包括：

判斷模塊，與獲取裝置連接，用于根據(jù)頸動(dòng)脈斑塊數(shù)據(jù)，判定腦缺血風(fēng)險(xiǎn)為無(wú)風(fēng)險(xiǎn)、高風(fēng)險(xiǎn)或待評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)；

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊，與獲取裝置和判斷模塊連接，用于在腦缺血風(fēng)險(xiǎn)為待評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，根據(jù)腦部磁共振圖像判定腦缺血風(fēng)險(xiǎn)為低風(fēng)險(xiǎn)或次高風(fēng)險(xiǎn)；

輸出裝置，與判斷模塊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊連接，用于輸出腦缺血風(fēng)險(xiǎn)的判定結(jié)果。

進(jìn)一步地，判斷模塊，包括：

第一判斷單元，判斷頸動(dòng)脈斑塊的局部管壁增厚是否小于1.5毫米；

第一判定單元，若是則判定腦缺血風(fēng)險(xiǎn)為無(wú)風(fēng)險(xiǎn)；

第二判斷單元，若否則判斷頸動(dòng)脈狹窄程度是否小于50%；

第二判定單元，若是則判定腦缺血風(fēng)險(xiǎn)為待評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)；

第三判定單元，若否則判定腦缺血風(fēng)險(xiǎn)為高風(fēng)險(xiǎn)。