本发明属于卒中后认知障碍诊断,具体是卒中后社会认知与胆碱能通路失联的核磁共振诊断系统。
背景技术:
1、根据who关于疾病的功能、残疾和健康分类,一种疾病的预后需要从三个不同的方面进行判断,包括:躯体功能障碍、日常活动受限和社会参与能力下降。研究发现,一些躯体功能基本恢复,且无明显认知障碍的脑卒中患者,仍然存在社会生活参与度低的状况。
2、拥有良好的社交技能是社会行为能力和人际交往的基础;而脑卒中后出现的社会认知功能障碍被认为会损害患者的社交技能而降低社会参与度。为了更能综合地分析脑卒中患者的预后,需要评估患者的社会认知功能情况。
3、其中,社会认知是指涉及感知、编码、储存、检索和调节他人和自己信息的心理过程,这些过程包括社会线索感知、经验分享、推断他人的想法和情绪,以及管理对他人的情绪反应。
4、若社会认知障碍,如出现感知、理解和充分回应社会暗示的能力不足等,会导致社会参与度下降、日常生活能力下降及生活满意度的降低。因此将社会认知功能作为卒中的预后,可以更全面地反映卒中的综合影响,对于社会功能的康复有重要价值。
5、在现有技术中,乙酰胆碱(acetylcholine,ach)作为大脑皮层的兴奋性神经调节剂,参与皮层功能的几乎所有方面,其减少与认知功能障碍的发生密切相关;而随着多模态核磁共振影像技术的快速发展,将不同模态mri影像结果进行统一空间配准分析,可以将社会认知功能和脑卒中患者的ccp(脑皮层胆碱能通路)之间的关系进行更多维度、全面、更深层次的理解。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供卒中后社会认知与胆碱能通路失联的核磁共振诊断系统,了解缺血性脑卒中后社会认知功能障碍的情况,初步了解患者ccp网络连接状况与急性缺血性卒中后社会认知障碍的内在规律,有助于及早进行疾病干预。
2、为了实现上述目的,本发明的技术方案如下:
3、卒中后社会认知与胆碱能通路失联的核磁共振诊断系统,包括影像获取模块、社会认知评价模块、ccp网络建立模块和脑网络评估学习模块;
4、所述影像获取模块用于获取患者的mri检查图像,并将mri检查图像发送至ccp网络建立模块;
5、所述社会认知评价模块用于获取患者的社会认知功能评估数据,并将社会认知功能评估数据发送至ccp网络建立模块;
6、所述ccp网络建立模块用于基于mri检查图像建立脑网络,并将ach分布标记至脑网络中,以建立ccp网络;
7、所述脑网络评估模块用于将社会认知功能评估数据与ccp网络进行对应,得到宏观脑结构萎缩、与社会认知相关的病灶区域、ccp网络皮层-皮层下结构性连接损伤和rs-fmri脑功能分析关键参数,将关键参数代入神经网络学习模块进行深度学习,得到社会功能障碍预估模型。
8、进一步,社会认知功能评估数据基于心智理论、情感认知和同情心进行评估。
9、进一步,mri检查图像包括3d-t1w、dwi、dti、t2-flair和rs-fmri。
10、进一步,3d-t1w用于计算脑网络中脑结构容量及脑结构萎缩;dwi用于分割脑网络中梗死区域;dti用于建立脑网络中ccp纤维连接密度皮层映射图;t2-flairt2用于分割白质高亮区域;rs-fmri用于计算脑功能网络连接。
11、进一步,宏观脑结构萎缩采用定量工具accubrain对3d-t1w进行脑结构分割,计算每个患者对应脑网络的脑结构体积及萎缩程度。
12、进一步,与社会认知相关的病灶区域提取方法如下所示:首先,基于dwi影像分割梗死区域,再基于t2-flair上分割白质高亮区域,将梗死区域和白质高亮区域对应标记至标准空间中;
13、采用vlsm法确定与社会认知显著相关的脑区作为种子特征区域,再将每个梗死区域或白质高亮区域对患者的社会认知状态进行预测,并筛选出对预测具有关联的病灶区域。
14、进一步,ccp网络皮层-皮层下结构性连接损伤的提取方法如下所示:首先基于3d-t1w获取ccp白质连接通路;再通过dti获取ach分布,并基于不同社会认知功能评估数据的大小进行分组,再根据fa值及md值衡量社会认知功能评估数据与ccp网络之间的联系。
15、进一步,基于rs-fmri的脑功能分析的方法如下所示:首先采用rs-fmri建立dmn,根据brainnetome atlas将脑网络划分为210个皮质和36个感兴趣区,将感兴趣区与vlsm法中的种子特征区域进行相关判断,通过比对病程进展人群和认知功能稳定人群之间的脑连接动态模型的差异,确定起预测作用的功能脑网络改变区域。
16、进一步,基于3d-t1w获取ccp白质连接通路时,还会通过采用胆碱能通路高信号量表对ccp白质连接通路进行半定量评定。
17、进一步,fa值采用基于超体素的统计方法进行获取;md值采用神经纤维追踪算法与基于图论的网络分析进行获取。
18、采用上述方案后实现了以下有益效果:(1)本发明探索卒中后社会认知功能障碍发生发展的神经机制,研究其与脑皮层胆碱能通路网络连接之间的关系,有望进一步了解卒中后社会认知障碍的演变、康复过程。
19、(2)应用多模态mri技术,包括各种smri图像以及可以观察ccp白质连接通路的dti,可以对脑网络进行分析的fmri,通过综合分析,能多维度了解卒中患者卒中病灶区域和ccp网络连接状况等,除了能了解卒中发生区域与社会认知之间的关系,同时能够探索ccp网络连接状况与缺血性卒中患者社会认知功能之间的内在规律。
20、(3)本发明能了解缺血性脑卒中后社会认知功能障碍的情况,初步了解患者ccp网络连接状况与急性缺血性卒中后社会认知障碍的内在规律,有助于及早进行疾病干预。
1.卒中后社会认知与胆碱能通路失联的核磁共振诊断系统,其特征在于:包括影像获取模块、社会认知评价模块、ccp网络建立模块和脑网络评估学习模块;
2.根据权利要求1所述的卒中后社会认知与胆碱能通路失联的核磁共振诊断系统,其特征在于:社会认知功能评估数据基于心智理论、情感认知和同情心进行评估。
3.根据权利要求2所述的卒中后社会认知与胆碱能通路失联的核磁共振诊断系统,其特征在于:mri检查图像包括3d-t1w、dwi、dti、t2-flair和rs-fmri。
4.根据权利要求3所述的卒中后社会认知与胆碱能通路失联的核磁共振诊断系统,其特征在于:3d-t1w用于计算脑网络中脑结构容量及脑结构萎缩;dwi用于分割脑网络中梗死区域;dti用于建立脑网络中ccp纤维连接密度皮层映射图;t2-flairt2用于分割白质高亮区域;rs-fmri用于计算脑功能网络连接。
5.根据权利要求4所述的卒中后社会认知与胆碱能通路失联的核磁共振诊断系统,其特征在于:宏观脑结构萎缩采用定量工具accubrain对3d-t1w进行脑结构分割,计算每个患者对应脑网络的脑结构体积及萎缩程度。
6.根据权利要求5所述的卒中后社会认知与胆碱能通路失联的核磁共振诊断系统,其特征在于:与社会认知相关的病灶区域提取方法如下所示:首先,基于dwi影像分割梗死区域,再基于t2-flair上分割白质高亮区域,将梗死区域和白质高亮区域对应标记至标准空间中;
7.根据权利要求6所述的卒中后社会认知与胆碱能通路失联的核磁共振诊断系统,其特征在于:ccp网络皮层-皮层下结构性连接损伤的提取方法如下所示:首先基于3d-t1w获取ccp白质连接通路;再通过dti获取ach分布,并基于不同社会认知功能评估数据的大小进行分组,再根据fa值及md值衡量社会认知功能评估数据与ccp网络之间的联系。
8.根据权利要求7所述的卒中后社会认知与胆碱能通路失联的核磁共振诊断系统,其特征在于:基于rs-fmri的脑功能分析的方法如下所示:首先采用rs-fmri建立dmn,根据brainnetome atlas将脑网络划分为210个皮质和36个感兴趣区,将感兴趣区与vlsm法中的种子特征区域进行相关判断,通过比对病程进展人群和认知功能稳定人群之间的脑连接动态模型的差异,确定起预测作用的功能脑网络改变区域。
9.根据权利要求8所述的卒中后社会认知与胆碱能通路失联的核磁共振诊断系统,其特征在于:基于3d-t1w获取ccp白质连接通路时,还会通过采用胆碱能通路高信号量表对ccp白质连接通路进行半定量评定。
10.根据权利要求9所述的卒中后社会认知与胆碱能通路失联的核磁共振诊断系统,其特征在于:fa值采用基于超体素的统计方法进行获取;md值采用神经纤维追踪算法与基于图论的网络分析进行获取。