基于全外显子测序技术的主动脉血管识别系统及方法技术方案

本发明专利技术属于全外显子测序技术领域，公开了一种基于全外显子测序技术的主动脉血管识别系统及方法，基于全外显子测序技术的主动脉血管识别系统包括：血压采集模块、心率采集模块、动脉图像采集模块、中央控制模块、DNA提取模块、DNA测序模块、筛选模块、识别模块、分析模块、终端模块、数据存储模块、无线通信模块、显示模块。本发明专利技术通过获取增强灌注成像PWI第M期各个断层的脑组织标识矩阵Mask，并基于所述Mask从所述各个断层中确定目标断层，然后基于所述目标断层确定候选血管，进而从所述候选血管中确定主动脉血管，可以实现准确的识别主动脉血管；通过分析模块有利于主动脉夹层图像分析诊断和测量的自动化和快速化。

【技术实现步骤摘要】
基于全外显子测序技术的主动脉血管识别系统及方法
本专利技术属于全外显子测序
，尤其涉及一种基于全外显子测序技术的主动脉血管识别系统及方法。
技术介绍
主动脉是人体内最粗大的动脉管，从心脏的左心室发出，向上向右再向下略呈弓状，再沿脊柱向下行，在胸腔和腹腔内分出很多较小的动脉。主动脉是向全身各部输送血液的主要导管。也叫大动脉。然而，现有基于全外显子测序技术的主动脉夹层的SNP位点及其应用方法对主动脉血管识别不准确；同时，对主动脉图像分析效率低。综上所述，现有技术存在的问题是：现有基于全外显子测序技术的主动脉血管识别系统及方法对主动脉血管识别不准确；同时，对主动脉图像分析效率低。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于全外显子测序技术的主动脉血管识别系统及方法。本专利技术是这样实现的，一种基于全外显子测序技术的主动脉血管识别方法，所述基于全外显子测序技术的主动脉血管识别方法包括以下步骤：步骤一，通过血压检测仪检测患者血压数据；通过心率检测仪检测患者心率数据；通过医疗影像设备采集患者主动脉图像。步骤二，通过提取设备提取患者主动脉血液DNA；通过主机控制测序芯片对患者主动脉血液DNA进行测序：(I)在待测DNA的3’末端增加标签序列，形成含有标签序列的待测DNA；所述标签序列的核苷酸序列与测序引物的核苷酸序列反向互补；(II)将所述含有标签序列的待测DNA和所述测序引物混合，形成5’末端双链主体单链形式的产物；(III)完成步骤(II)后，将产物分别与dATP、dCTP、dTTP和dGTP混合，得到四个体系，分别将每个体系加入特异DNA聚合酶修饰的单分子器件，读取电信号，与其它三个体系的电信号显著不同的体系中的dNTP。步骤三，筛选主动脉夹层易感性SNP位点；通过识别程序识别主动脉血管：(1)通过识别程序获取增强灌注成像PWI第M期各个断层的脑组织标识矩阵Mask，M为预设正整数；(2)基于所述Mask从所述各个断层中确定目标断层；(3)基于所述目标断层确定候选血管；(4)从所述候选血管中确定所述主动脉血管。步骤四，通过分析程序对采集的主动脉图像进行分析：1)通过医疗影像设备获取主动脉的CTA影像数据；2)对所述CTA影像数据进行多平面重建；3)利用人工神经网络模型在所述多平面重建得到的图像中识别主动脉管腔、夹层内膜、破口以及分支血管；4)在所述多平面重建得到的图像中对主动脉直径、真腔直径、假腔直径、分支血管角度、破口位置添加标记；5)根据所述识别的结果获取主动脉夹层信息，所述主动脉夹层信息包括主动脉直径、真腔直径、假腔直径、分支血管角度、破口位置、破口在分支血管的延伸情况。步骤五，通过移动终端接收系统的实时数据，并对系统进行远程操控；通过云数据库服务器存储采集的患者血压、心率、主动脉图像及测序结果、SNP位点、识别结果以及分析结果的实时数据。步骤六，通过无线通信装置进行数据的无线传输；通过显示器显示采集的患者血压、心率、主动脉图像及测序结果、SNP位点、识别结果以及分析结果的实时数据。进一步，步骤二中，所述dNTP包括a1)或a2)：a1)所述待测DNA的3’末端的第一个核苷酸；a2)所述待测DNA的3’末端的第一区段的核苷酸；所述第一区段由N个核苷酸组成，N为自然数且大于等于2。进一步，步骤三中，所述步骤(2)的基于所述Mask从所述各个断层中确定目标断层，包括：基于所述Mask确定所属断层的脑组织面积；将所述各个断层中脑组织面积最大的断层确定为第一断层；以在鼻腔一侧与所述第一断层相距预设距离的断层为基准，从所述各个断层中确定多个备选断层；基于所述备选断层的脑组织面积从所述多个备选断层中筛选出目标断层。进一步，步骤三中，所述步骤(3)基于所述目标断层确定候选血管，包括：确定所述目标断层的多帧图像沿时间维度的灰度值的最小密度投影，所述多帧图像包括在多个时间点获取的所述目标断层的图像；计算所述多帧图像中的首帧图像相对于所述最小密度投影的变化率；基于所述变化率从所述各个目标断层中确定候选血管。进一步，所述基于所述变化率从所述各个目标断层中确定候选血管，包括：从所述各个目标断层中确定所述变化率大于预设变化率阈值的备选组织；将所述面积大于预设面积阈值的备选组织确定为候选血管。进一步，步骤三中，所述步骤(4)的从候选血管中确定主动脉血管的方法包括：将所述候选血管对应的目标Mask基于鼻腔位置进行调整，得到调整后的目标Mask，所述调整后的目标Mask中所述鼻腔位置处于所述目标Mask中脑组织的正上方，且所述脑组织的质心位于所述目标Mask的中心点；将所述调整后的目标Mask从上到下划分为多个图像区域，并标记各个所述候选血管所处的所述图像区域；将所述候选血管中处于所述多个图像区域中最上部的图像区域的候选血管确定为主动脉血管。进一步，步骤四中，所述在所述多平面重建得到的图像中对主动脉直径、真腔直径、假腔直径、分支血管角度、破口位置添加标记之后还包括：根据用户的指令对所述标记进行调整；根据所述调整后的标记修改所述主动脉夹层信息，并将修改后的主动脉夹层信息导出至excel表中。本专利技术的另一目的在于提供一种应用所述的基于全外显子测序技术的主动脉血管识别方法的基于全外显子测序技术的主动脉血管识别系统，其特征在于，所述基于全外显子测序技术的主动脉血管识别系统包括：血压采集模块、心率采集模块、动脉图像采集模块、中央控制模块、DNA提取模块、DNA测序模块、筛选模块、识别模块、分析模块、终端模块、数据存储模块、无线通信模块、显示模块。血压采集模块，与中央控制模块连接，用于通过血压检测仪检测患者血压数据；心率采集模块，与中央控制模块连接，用于通过心率检测仪检测患者心率数据；动脉图像采集模块，与中央控制模块连接，用于通过医疗影像设备采集患者主动脉图像；中央控制模块，与血压采集模块、心率采集模块、动脉图像采集模块、DNA提取模块、DNA测序模块、筛选模块、识别模块、分析模块、终端模块、数据存储模块、无线通信模块、显示模块连接，用于通过主机控制各个模块正常工作；DNA提取模块，与中央控制模块连接，用于通过提取设备提取患者主动脉血液DNA；DNA测序模块，与中央控制模块连接，用于通过测序芯片对患者主动脉血液DNA进行测序；筛选模块，与中央控制模块连接，用于筛选主动脉夹层易感性SNP位点；识别模块，与中央控制模块连接，用于通过识别程序识别主动脉血管；分析模块，与中央控制模块连接，用于通过分析程序对采集的主动脉图像进行分析；终端模块，与中央控制模块连接，用于通过移动终端接收系统的实时数据，并对系统进行远程操控；数据存储模块，与中央控制模块连接，用于通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于全外显子测序技术的主动脉血管识别方法，其特征在于，所述基于全外显子测序技术的主动脉血管识别方法包括以下步骤：/n步骤一，通过血压检测仪检测患者血压数据；通过心率检测仪检测患者心率数据；通过医疗影像设备采集患者主动脉图像；/n步骤二，通过提取设备提取患者主动脉血液DNA；通过主机控制测序芯片对患者主动脉血液DNA进行测序：(I)在待测DNA的3’末端增加标签序列，形成含有标签序列的待测DNA；所述标签序列的核苷酸序列与测序引物的核苷酸序列反向互补；/n(II)将所述含有标签序列的待测DNA和所述测序引物混合，形成5’末端双链主体单链形式的产物；/n(III)完成步骤(II)后，将产物分别与dATP、dCTP、dTTP和dGTP混合，得到四个体系，分别将每个体系加入特异DNA聚合酶修饰的单分子器件，读取电信号，与其它三个体系的电信号显著不同的体系中的dNTP；/n步骤三，筛选主动脉夹层易感性SNP位点；通过识别程序识别主动脉血管：/n(1)通过识别程序获取增强灌注成像PWI第M期各个断层的脑组织标识矩阵Mask，M为预设正整数；/n(2)基于所述Mask从所述各个断层中确定目标断层；/n(3)基于所述目标断层确定候选血管；/n(4)从所述候选血管中确定所述主动脉血管；/n步骤四，通过分析程序对采集的主动脉图像进行分析：1)通过医疗影像设备获取主动脉的CTA影像数据；/n2)对所述CTA影像数据进行多平面重建；/n3)利用人工神经网络模型在所述多平面重建得到的图像中识别主动脉管腔、夹层内膜、破口以及分支血管；/n4)在所述多平面重建得到的图像中对主动脉直径、真腔直径、假腔直径、分支血管角度、破口位置添加标记；/n5)根据所述识别的结果获取主动脉夹层信息，所述主动脉夹层信息包括主动脉直径、真腔直径、假腔直径、分支血管角度、破口位置、破口在分支血管的延伸情况；/n步骤五，通过移动终端接收系统的实时数据，并对系统进行远程操控；通过云数据库服务器存储采集的患者血压、心率、主动脉图像及测序结果、SNP位点、识别结果以及分析结果的实时数据；/n步骤六，通过无线通信装置进行数据的无线传输；通过显示器显示采集的患者血压、心率、主动脉图像及测序结果、SNP位点、识别结果以及分析结果的实时数据。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于全外显子测序技术的主动脉血管识别方法，其特征在于，所述基于全外显子测序技术的主动脉血管识别方法包括以下步骤：
步骤一，通过血压检测仪检测患者血压数据；通过心率检测仪检测患者心率数据；通过医疗影像设备采集患者主动脉图像；
步骤二，通过提取设备提取患者主动脉血液DNA；通过主机控制测序芯片对患者主动脉血液DNA进行测序：(I)在待测DNA的3’末端增加标签序列，形成含有标签序列的待测DNA；所述标签序列的核苷酸序列与测序引物的核苷酸序列反向互补；
(II)将所述含有标签序列的待测DNA和所述测序引物混合，形成5’末端双链主体单链形式的产物；
(III)完成步骤(II)后，将产物分别与dATP、dCTP、dTTP和dGTP混合，得到四个体系，分别将每个体系加入特异DNA聚合酶修饰的单分子器件，读取电信号，与其它三个体系的电信号显著不同的体系中的dNTP；
步骤三，筛选主动脉夹层易感性SNP位点；通过识别程序识别主动脉血管：
(1)通过识别程序获取增强灌注成像PWI第M期各个断层的脑组织标识矩阵Mask，M为预设正整数；
(2)基于所述Mask从所述各个断层中确定目标断层；
(3)基于所述目标断层确定候选血管；
(4)从所述候选血管中确定所述主动脉血管；
步骤四，通过分析程序对采集的主动脉图像进行分析：1)通过医疗影像设备获取主动脉的CTA影像数据；
2)对所述CTA影像数据进行多平面重建；
3)利用人工神经网络模型在所述多平面重建得到的图像中识别主动脉管腔、夹层内膜、破口以及分支血管；
4)在所述多平面重建得到的图像中对主动脉直径、真腔直径、假腔直径、分支血管角度、破口位置添加标记；
5)根据所述识别的结果获取主动脉夹层信息，所述主动脉夹层信息包括主动脉直径、真腔直径、假腔直径、分支血管角度、破口位置、破口在分支血管的延伸情况；
步骤五，通过移动终端接收系统的实时数据，并对系统进行远程操控；通过云数据库服务器存储采集的患者血压、心率、主动脉图像及测序结果、SNP位点、识别结果以及分析结果的实时数据；
步骤六，通过无线通信装置进行数据的无线传输；通过显示器显示采集的患者血压、心率、主动脉图像及测序结果、SNP位点、识别结果以及分析结果的实时数据。


2.如权利要求1所述的基于全外显子测序技术的主动脉血管识别方法，其特征在于，步骤二中，所述dNTP包括a1)或a2)：
a1)所述待测DNA的3’末端的第一个核苷酸；
a2)所述待测DNA的3’末端的第一区段的核苷酸；所述第一区段由N个核苷酸组成，N为自然数且大于等于2。


3.如权利要求1所述的基于全外显子测序技术的主动脉血管识别方法，其特征在于，步骤三中，所述步骤(2)的基于所述Mask从所述各个断层中确定目标断层，包括：
基于所述Mask确定所属断层的脑组织面积；
将所述各个断层中脑组织面积最大的断层确定为第一断层；
以在鼻腔一侧与所述第一断层相距预设距离的断层为基准，从所述各个断层中确定多个备选断层；
基于所述备选断层的脑组织面积从所述多个备选断层中筛选出目标断层。


4.如权利要求1所述的基于全外显子测序技术的主动脉血管识别方法，其特征在于，步骤三中，所述步骤(3)基于所述目标断层确定候选血管，包括：
确定所述目标断层的多帧图像沿时间维度的灰度值的最小密度投影，所述多帧图像包括在多个时间点获取的所述目标断层的图像；
计算所述多帧图像中的首帧图像相对于所述最小密度投影的变化率；
基于所述变化率从所述各个目标断层中确定候选血管。


5.如权利要求4所述的基于全外显子测序技术的主动脉血管识别方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊力哈木江·克尤木，马翔，霍强，张明明，帕则来提·莫合买提，
申请(专利权)人：新疆医科大学第一附属医院，
类型：发明
国别省市：新疆;65