[發(fā)明專利]一種用于腦室檢測的熒光標(biāo)記系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310974095.6
• 申請日: 2023-08-04
• 公開（公告）號: CN116705215B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡惠明;李長流;朱淳;潘潔;胡學(xué)山;盧露;倪軻娜;王玉葉;張巖
• 申請（專利權(quán)）人: 南京諾源醫(yī)療器械有限公司
• 主分類號: G16H10/40
• 分類號: G16H10/40;G16H50/70;G06N20/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于腦室檢測的熒光標(biāo)記系統(tǒng)，其特征在于，包括歷史檢測數(shù)據(jù)收集模塊、歷史結(jié)果評估模塊、模型訓(xùn)練模塊、檢測結(jié)果預(yù)測模塊以及檢測結(jié)果評估模塊；其中，各個(gè)模塊之間通過電氣和/或無線網(wǎng)絡(luò)方式連接；

所述歷史檢測數(shù)據(jù)收集模塊用于預(yù)先從實(shí)驗(yàn)室中收集腦室熒光檢測的歷史檢測數(shù)據(jù)；并將收集的歷史檢測數(shù)據(jù)發(fā)送至模型訓(xùn)練模塊，將其中的標(biāo)記結(jié)果歷史數(shù)據(jù)發(fā)送至歷史結(jié)果評估模塊；

所述歷史結(jié)果評估模塊用于對不同歷史檢測數(shù)據(jù)的組合生成的檢測結(jié)果進(jìn)行量化評估；并將每組熒光檢測實(shí)驗(yàn)生成的四類檢測結(jié)果的量化值發(fā)送至模型訓(xùn)練模塊；

所述模型訓(xùn)練模塊用于利用歷史檢測數(shù)據(jù)，訓(xùn)練出預(yù)測四類檢測結(jié)果的四個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)模型；并將訓(xùn)練完成的機(jī)器學(xué)習(xí)模型發(fā)送至檢測結(jié)果預(yù)測模塊；

所述檢測結(jié)果預(yù)測模塊用于在實(shí)際熒光實(shí)驗(yàn)前，對實(shí)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，并使用訓(xùn)練完成的機(jī)器學(xué)習(xí)模型對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測；并將預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)送至檢測結(jié)果評估模塊；

所述檢測結(jié)果評估模塊用于對預(yù)測的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合評估。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于腦室檢測的熒光標(biāo)記系統(tǒng)，其特征在于，所述歷史檢測數(shù)據(jù)包括樣本歷史數(shù)據(jù)、熒光素歷史數(shù)據(jù)以及標(biāo)記結(jié)果歷史數(shù)據(jù)；

所述樣本歷史數(shù)據(jù)包括實(shí)驗(yàn)樣本物種、腦容量大小、腦部結(jié)構(gòu)以及腦室數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于腦室檢測的熒光標(biāo)記系統(tǒng)，其特征在于，所述熒光素歷史數(shù)據(jù)包括熒光素或熒光染料類型、標(biāo)記細(xì)胞類型、標(biāo)記細(xì)胞的效率以及標(biāo)記的穩(wěn)定性、使用的劑量和濃度以及注入腦室的方式；

所述標(biāo)記結(jié)果歷史數(shù)據(jù)包括熒光素注入腦室后的成像結(jié)果、熒光素對腦部的傷害數(shù)據(jù)以及熒光標(biāo)記的深度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于腦室檢測的熒光標(biāo)記系統(tǒng)，其特征在于，所述歷史結(jié)果評估模塊對檢測結(jié)果進(jìn)行量化評估包括以下步驟：

步驟S1：將每次熒光檢測的結(jié)果分為成像清晰度、清晰成像持續(xù)時(shí)長、腦部傷害程度以及標(biāo)記深度四類；

步驟S2：對于成像清晰度，將生成的熒光檢測圖像與實(shí)驗(yàn)樣本所屬物種的腦室結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行圖像對比，計(jì)算出圖像相似度；該圖像相似度即作為成像清晰度的量化值；

步驟S3：對于清晰成像持續(xù)時(shí)長，預(yù)先設(shè)置成像清晰度閾值，統(tǒng)計(jì)熒光形成圖像與實(shí)驗(yàn)樣本所屬物種的腦室的圖像相似度大于成像清晰度閾值的時(shí)長；該時(shí)長即為清晰成像持續(xù)時(shí)長的量化值；

步驟S4：對于腦部傷害程度，預(yù)先設(shè)置檢查周期N，每隔N次腦室實(shí)驗(yàn)后，對腦部傷害程度進(jìn)行量化；將量化后的腦部傷害程度除以檢查周期N，獲得每次腦部傷害程度；該每次腦部傷害程度即為腦部傷害程度的量化值；

步驟S5：對于標(biāo)記深度，從生成的熒光檢測圖像中根據(jù)像素值差異提取出熒光形成的圖像，統(tǒng)計(jì)該熒光檢測在腦室內(nèi)標(biāo)記的最大深度；該最大深度即為標(biāo)記深度的量化值。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于腦室檢測的熒光標(biāo)記系統(tǒng)，其特征在于，所述模型訓(xùn)練模塊訓(xùn)練預(yù)測四類檢測結(jié)果的四個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)模型包括以下步驟：

步驟Q1：將樣本歷史數(shù)據(jù)以及熒光素歷史數(shù)據(jù)中各項(xiàng)屬性值進(jìn)行量化，并合并成特征向量的形式；

步驟Q2：將特征向量分別輸入至四個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)模型中，四個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)模型分別標(biāo)記為M1、M2、M3以及M4；其中，機(jī)器學(xué)習(xí)模型M1、M2、M3以及M4分別用于根據(jù)特征向量預(yù)測成像清晰度、清晰成像持續(xù)時(shí)長、腦部傷害程度以及標(biāo)記深度；

步驟Q3：預(yù)先為機(jī)器學(xué)習(xí)模型M1、M2、M3以及M4分別設(shè)置預(yù)測準(zhǔn)確率閾值p1、p2、p3以及p4；在機(jī)器學(xué)習(xí)模型M1、M2、M3以及M4的預(yù)測準(zhǔn)確率分別大于預(yù)測準(zhǔn)確率閾值p1、p2、p3以及p4時(shí)，停止訓(xùn)練。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于腦室檢測的熒光標(biāo)記系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)器學(xué)習(xí)模型為深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、深度信念網(wǎng)絡(luò)以及SVM模型中的一種。