血脑屏障关闭时间的确定方法、装置、电子设备及介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种血脑屏障关闭时间的确定方法、装置、电子设备及介质，其中，该方法包括：在通过磁共振引导超声开放目标对象的目标脑部区域的血脑屏障的过程中，分别获取目标脑部区域的与多个造影剂注射时刻对应的磁共振纵向弛豫时间图谱，确定目标脑部区域的血脑屏障开放区域、与血脑屏障开放区域对应的肌肉组织区域以及血脑屏障闭合区域；针对每个磁共振纵向弛豫时间图谱，分别确定血脑屏障开放区域、肌肉组织区域以及与血脑屏障闭合区域的磁共振纵向弛豫时间；基于各区域的磁共振纵向弛豫时间确定各个区域的造影剂浓度；根据多个注射时刻对应的各区域的造影剂浓度确定血脑屏障开放区域的关闭时间。实现了对血脑屏障开放恢复时间的预测。开放恢复时间的预测。开放恢复时间的预测。

【技术实现步骤摘要】
血脑屏障关闭时间的确定方法、装置、电子设备及介质


[0001]本专利技术实施例涉及生物医学
，尤其涉及一种血脑屏障关闭时间的确定方法、装置、电子设备及介质。

技术介绍

[0002]血脑屏障是脑组织与周围循环系统之间的一种生理屏障，这种结构可阻止循环系统中的有害物质进入脑组织，对于维持脑内环境稳定和中枢神经系统正常生理状态具有重要的生物学意义。同时，对于脑疾病的治疗，血脑屏障也限制大分子治疗药物进入中枢神经系统发生效用，是中枢神经系统给药的一个主要障碍。目前，在磁共振图像引导下，超声联合微泡能暂时地定点地无创地打开血脑屏障，使得药物进入脑区，提高药物作用效率。
[0003]虽然，磁共振引导超声开放血脑屏障技术的可行性和有效性在各种动物模型上都得到过验证，甚至在人类患者上也实现了可行性验证，但是，该技术的临床转化依然面临安全性的挑战。其中一个重要原因就是，没有有效确定血脑屏障开放后多久能够恢复，而血脑屏障的关闭时间是临床很关注的安全性问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种血脑屏障关闭时间的确定方法、装置、电子设备及介质，以实现对血脑屏障的关闭时间的预测。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种血脑屏障关闭时间的确定方法，该方法包括：
[0006]在通过磁共振引导超声开放目标对象的目标脑部区域的血脑屏障的过程中，分别获取所述目标脑部区域的与多个造影剂注射时刻对应的磁共振纵向弛豫时间图谱，其中，每个所述造影剂注射时刻对应的磁共振纵向弛豫时间图谱包括注射造影剂的前一时刻的磁共振纵向弛豫时间图谱和注射造影剂的后一时刻的磁共振纵向弛豫时间图谱；
[0007]确定所述目标脑部区域的血脑屏障开放区域、与所述血脑屏障开放区域对应的肌肉组织区域以及与所述血脑屏障开放区域对应的血脑屏障闭合区域；
[0008]针对每个磁共振纵向弛豫时间图谱，分别确定所述血脑屏障开放区域的第一磁共振纵向弛豫时间、所述肌肉组织区域的第二磁共振纵向弛豫时间以及所述血脑屏障闭合区域的第三磁共振纵向弛豫时间；
[0009]基于所述第一磁共振纵向弛豫时间确定所述血脑屏障开放区域的开放区域造影剂浓度，基于所述第二磁共振纵向弛豫时间确定所述肌肉组织区域的肌肉造影剂浓度，基于所述第三磁共振纵向弛豫时间确定所述血脑屏障闭合区域的闭合造影剂浓度；
[0010]根据多个造影剂注射时刻对应的所述开放区域造影剂浓度、所述肌肉造影剂浓度以及所述闭合造影剂浓度确定所述血脑屏障开放区域的关闭时间。
[0011]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种血脑屏障关闭时间的确定装置，该装置包括：
[0012]磁共振图谱获取模块，用于在通过磁共振引导超声开放目标对象的目标脑部区域
的血脑屏障的过程中，分别获取所述目标脑部区域的与多个造影剂注射时刻对应的磁共振纵向弛豫时间图谱，其中，每个所述造影剂注射时刻对应的磁共振纵向弛豫时间图谱包括注射造影剂的前一时刻的磁共振纵向弛豫时间图谱和注射造影剂的后一时刻的磁共振纵向弛豫时间图谱；
[0013]区域确定模块，用于确定所述目标脑部区域的血脑屏障开放区域、与所述血脑屏障开放区域对应的肌肉组织区域以及与所述血脑屏障开放区域对应的血脑屏障闭合区域；
[0014]磁共振纵向弛豫时间确定模块，用于针对每个磁共振纵向弛豫时间图谱，分别确定所述血脑屏障开放区域的第一磁共振纵向弛豫时间、所述肌肉组织区域的第二磁共振纵向弛豫时间以及所述血脑屏障闭合区域的第三磁共振纵向弛豫时间；
[0015]造影剂浓度确定模块，用于基于所述第一磁共振纵向弛豫时间确定所述血脑屏障开放区域的开放区域造影剂浓度，基于所述第二磁共振纵向弛豫时间确定所述肌肉组织区域的肌肉造影剂浓度，基于所述第三磁共振纵向弛豫时间确定所述血脑屏障闭合区域的闭合造影剂浓度；
[0016]血脑屏障关闭时间确定模块，用于根据多个造影剂注射时刻对应的所述开放区域造影剂浓度、所述肌肉造影剂浓度以及所述闭合造影剂浓度确定所述血脑屏障开放区域的关闭时间。
[0017]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括：
[0018]一个或多个处理器；
[0019]存储装置，用于存储一个或多个程序，
[0020]当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本专利技术任意实施例所提供的血脑屏障关闭时间的确定方法。
[0021]第四方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本专利技术任意实施例所提供的血脑屏障关闭时间的确定方法。
[0022]本专利技术实施例的技术方案，在通过磁共振引导超声开放目标对象的目标脑部区域的血脑屏障的过程中，分别获取目标脑部区域的与多个造影剂注射时刻对应的磁共振纵向弛豫时间图谱，能够通过获取每个时刻的磁共振纵向弛豫时间图谱分别得到目标脑部区域在各个时刻的数据，然后，确定目标脑部区域的血脑屏障开放区域、与血脑屏障开放区域对应的肌肉组织区域以及与血脑屏障开放区域对应的血脑屏障闭合区域，考虑到由于造影剂在血管内的扩散效应，可以确定出与血脑屏障开放区域对应的肌肉组织区域和血脑屏障闭合区域，为准确的预测血脑屏障开放区域的恢复时间奠定基础。针对每个磁共振纵向弛豫时间图谱，分别确定血脑屏障开放区域的第一磁共振纵向弛豫时间、肌肉组织区域的第二磁共振纵向弛豫时间以及血脑屏障闭合区域的第三磁共振纵向弛豫时间，进而基于第一磁共振纵向弛豫时间确定血脑屏障开放区域的开放区域造影剂浓度，基于第二磁共振纵向弛豫时间确定肌肉组织区域的肌肉造影剂浓度，基于第三磁共振纵向弛豫时间确定血脑屏障闭合区域的闭合造影剂浓度，根据得到三个区域的造影剂浓度，最后，根据多个造影剂注射时刻对应的开放区域造影剂浓度、肌肉造影剂浓度以及闭合造影剂浓度确定血脑屏障开放区域的关闭时间。上述技术方案，通过每个造影剂时刻的磁共振纵向弛豫时间图谱，分别计算出确定出的每个各个造影剂时刻的血脑屏障开放区域、肌肉组织区域与血脑屏障闭合区
域的造影剂浓度，进而确定血脑屏障开放区域的关闭时间，解决了现有技术中无法对血脑屏障开放后恢复时间进行预测的问题，实现对血脑屏障的关闭时间的准确预测的效果。
附图说明
[0023]为了更加清楚地说明本专利技术示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需要用到的附图做一简单介绍。显然，所介绍的附图只是本专利技术所要描述的一部分实施例的附图，而不是全部的附图，对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图得到其他的附图。
[0024]图1为本专利技术实施例一所提供的一种血脑屏障关闭时间的确定方法的流程示意图；
[0025]图2是为本专利技术实施例二所提供的一种血脑屏障关闭时间的确定方法的流程示意图；
[0026]图3是为本专利技术实施例二所提供的一种血脑屏障关闭时间的确定方法中获取磁共振纵向弛豫时间图谱的示意图；
[0027]图4是为本专利技术实施例二所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种血脑屏障关闭时间的确定方法，其特征在于，包括：在通过磁共振引导超声开放目标对象的目标脑部区域的血脑屏障的过程中，分别获取所述目标脑部区域的与多个造影剂注射时刻对应的磁共振纵向弛豫时间图谱，其中，每个所述造影剂注射时刻对应的磁共振纵向弛豫时间图谱包括注射造影剂的前一时刻的磁共振纵向弛豫时间图谱和注射造影剂的后一时刻的磁共振纵向弛豫时间图谱；确定所述目标脑部区域的血脑屏障开放区域、与所述血脑屏障开放区域对应的肌肉组织区域以及与所述血脑屏障开放区域对应的血脑屏障闭合区域；针对每个磁共振纵向弛豫时间图谱，分别确定所述血脑屏障开放区域的第一磁共振纵向弛豫时间、所述肌肉组织区域的第二磁共振纵向弛豫时间以及所述血脑屏障闭合区域的第三磁共振纵向弛豫时间；基于所述第一磁共振纵向弛豫时间确定所述血脑屏障开放区域的开放区域造影剂浓度，基于所述第二磁共振纵向弛豫时间确定所述肌肉组织区域的肌肉造影剂浓度，基于所述第三磁共振纵向弛豫时间确定所述血脑屏障闭合区域的闭合造影剂浓度；根据多个造影剂注射时刻对应的所述开放区域造影剂浓度、所述肌肉造影剂浓度以及所述闭合造影剂浓度确定所述血脑屏障开放区域的关闭时间。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述开放区域造影剂浓度、所述肌肉造影剂浓度以及所述闭合造影剂浓度确定所述血脑屏障开放区域的关闭时间，包括：根据多个造影剂注射时刻对应的所述肌肉造影剂浓度对预先构建的肌肉造影剂浓度衰减模型进行拟合求解，得到所述肌肉造影剂浓度的衰减时间系数以及每个所述造影剂注射时刻下所述肌肉造影剂浓度的肌肉跳变幅度；根据多个造影剂注射时刻对应的所述开放区域造影剂浓度、所述衰减时间系数、所述肌肉跳变幅度对预先构建的开放区域恢复模型进行拟合求解，得到所述血脑屏障开放区域的恢复时间系数以及每个所述造影剂注射时刻下所述开放区域造影剂浓度的开放跳变幅度；基于所述闭合造影剂浓度、所述开放跳变幅度以及所述恢复时间系数确定所述血脑屏障开放区域的关闭时间；其中，所述闭合造影剂浓度基于所述闭合造影剂浓度衰减模型确定；所述开放区域恢复模型基于所述肌肉造影剂浓度衰减模型构建；所述肌肉造影剂浓度衰减模型、所述闭合造影剂浓度衰减模型均基于指数衰减函数构建。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述开放区域恢复模型为：其中，C
f
(t)表示血脑屏障开放区域在t时刻的开放区域造影剂浓度，Ap表示每个所述造影剂注射时刻下所述开放区域造影剂浓度的肌肉跳变幅度，
·
表示乘法运算，λ表示所述血脑屏障开放区域的恢复时间系数，*表示卷积运算，u(t)表示单位输入函数，b为常数，bC
m
(t)表示血管造影剂浓度。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述肌肉造影剂浓度衰减模型为：C
m
(t)＝Bp
·
e
‑
μt
*u(t)
其中，C
m
(t)表示所述肌肉组织区域在t时刻的肌肉造影剂浓度，Bp表示每个所述造影剂注射时刻下所述肌肉造影剂浓度的肌肉跳变幅度，
·
表示乘法运算，μ表示所述肌肉造影剂浓度的衰减时间系数，*表示卷积运算，u(t)表示单位输入函数。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述闭合造影剂浓度、所述开放跳变幅度以及恢复时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑海荣，周辉，刘新，邹超，乔阳紫，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：