基于脑白质的神经血管年龄预测系统及其方法技术方案

一种基于脑白质的神经血管年龄预测系统及方法，其利用非线性空间对位技术、MNI152国际标准脑模板以及反转个体坐标转换为国际标准坐标的转移矩阵以分别生成个体空间脑室周边区域遮罩以及个体空间脑白质深部遮罩，将T1

【技术实现步骤摘要】
基于脑白质的神经血管年龄预测系统及其方法


[0001]本专利技术涉及一种预测系统及其方法，尤其是指一种以脑白质高亮度信号为基础的神经血管年龄预测系统及其方法。

技术介绍

[0002]脑白质高亮度信号(White Matter Hyperintensity，WMH)是指磁振造影中的自旋弛豫权重液体衰减反转回复磁振图像(T2
‑
FLAIR)在脑白质观察到的极高亮度信号，并以此作为临床判读的主要依据。
[0003]产生脑白质高亮度信号的原因复杂，但在无脑伤及特殊神经性疾病的情况下，一般临床认为主要与短暂缺血、心血管功能下降或慢性微血管疾病造成的脑白质神经细胞损伤有关，是老化过程中人体正常衰老的大脑表征。
[0004]然而近期研究显示，脑白质损伤体积与认知下降有显著关联，但不同大脑位置损伤的成因与其影响的认知能力又不尽相同，此外，脑白质损伤出现的区域、大小体积在不同个案中往往有很大的差异，造成传统临床判读机制的复杂性，若要清楚描述损伤位置，除增加判读工作量外，也容易受到诊断医生的经验与背景而产生不同解释或忽略早期诊断的时机。
[0005]综上所述，可知现有技术中长期以来一直存在通过脑白质高亮度信号进行临床判读机制判断不易的问题，因此有必要提出改进的技术手段，来解决此问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于现有技术存在通过脑白质高亮度信号进行临床判读机制判断不易的问题，本专利技术遂公开一种基于脑白质的神经血管年龄预测系统及其方法，其中：
[0007]本专利技术所公开的基于脑白质的神经血管年龄预测系统，其包含：磁共振检测装置以及分析装置，分析装置还包含：接收模块、转换模块、图谱生成模块、遮罩生成模块、图像处理模块、图像计算模块、数值转换模块以及神经血管年龄预测模块。
[0008]磁共振检测装置是用以对受试者进行脑部的检测以生成磁共振图像，磁共振图像包含有T1
‑
权重(weighted)图像以及T2
‑
液体衰减反转恢复(Fluid Attenuated Inversion Recovery，FLAIR)图像。
[0009]分析装置的接收模块是用以从磁共振检测装置接收磁共振图像；分析装置的转换模块是利用非线性空间对位技术将T1
‑
权重图像的个体坐标转换为国际标准坐标以生成T1
‑
权重坐标转换图像；分析装置的图谱生成模块是将MNI152国际标准脑模板建构脑室遮罩，将脑室遮罩向外延伸预设距离覆盖于T1
‑
权重坐标转换图像以生成脑室周边(Periventricular White Matter，PVWM)图谱以及脑白质深部(Deep White Matter，DWM)图谱；分析装置的遮罩生成模块是反转个体坐标转换为国际标准坐标的转移矩阵以套用于脑室周边图谱以及脑白质深部图谱，以分别生成个体空间脑室周边区域遮罩以及个体空间脑白质深部遮罩；分析装置的图像处理模块是将T1
‑
权重图像以及T2
‑
液体衰减反转恢复图
像进行脑白质高亮度信号的图像处理以生成T1
‑
权重脑白质高亮度信号图像以及T2
‑
液体衰减反转恢复脑白质高亮度信号图像；分析装置的图像计算模块是使用个体空间脑室周边区域遮罩以及个体空间脑白质深部遮罩分别对T1
‑
权重脑白质高亮度信号图像以及T2
‑
液体衰减反转恢复脑白质高亮度信号图像进行计算以得到脑白质周边高亮度信号体积量以及脑白质深部高亮度信号体积量；分析装置的数值转换模块是用以将脑白质周边高亮度信号体积量以及脑白质深部高亮度信号体积量进行对数转换为脑白质周边对数值以及脑白质深部高亮度信号体积量对数值；及分析装置的神经血管年龄预测模块是将脑白质周边对数值以及脑白质深部高亮度信号体积量对数值代入于神经血管年龄预测模型以得到神经血管年龄预测结果。
[0010]本专利技术所公开的基于脑白质的神经血管年龄预测方法，其包含下列步骤：
[0011]首先，磁共振检测装置对受试者进行脑部的检测以生成磁共振图像，磁共振图像包含有T1
‑
权重图像以及T2
‑
液体衰减反转恢复图像；接着，分析装置从磁共振检测装置接收磁共振图像；接着，分析装置利用非线性空间对位技术将T1
‑
权重图像的个体坐标转换为国际标准坐标以生成T1
‑
权重坐标转换图像；接着，分析装置将MNI152国际标准脑模板建构脑室遮罩，将脑室遮罩向外延伸预设距离覆盖于T1
‑
权重坐标转换图像以生成脑室周边图谱以及脑白质深部图谱；接着，分析装置反转个体坐标转换为国际标准坐标的转移矩阵以套用于脑室周边图谱以及脑白质深部图谱，以分别生成个体空间脑室周边区域遮罩以及个体空间脑白质深部遮罩；接着，分析装置将T1
‑
权重图像以及T2
‑
液体衰减反转恢复图像进行脑白质高亮度信号的图像处理以生成T1
‑
权重脑白质高亮度信号图像以及T2
‑
液体衰减反转恢复脑白质高亮度信号图像；接着，分析装置使用个体空间脑室周边区域遮罩以及个体空间脑白质深部遮罩分别对T1
‑
权重脑白质高亮度信号图像以及T2
‑
液体衰减反转恢复脑白质高亮度信号图像进行计算以得到脑白质周边高亮度信号体积量以及脑白质深部高亮度信号体积量；接着，分析装置用以将脑白质周边高亮度信号体积量以及脑白质深部高亮度信号体积量进行对数转换为脑白质周边对数值以及脑白质深部高亮度信号体积量对数值；最后，分析装置将脑白质周边对数值以及脑白质深部高亮度信号体积量对数值代入于神经血管年龄预测模型以得到神经血管年龄预测结果。
[0012]本专利技术所公开的系统及方法如上，与现有技术之间的差异在于分析装置利用非线性空间对位技术、MNI152国际标准脑模板以及反转个体坐标转换为国际标准坐标的转移矩阵以分别生成个体空间脑室周边区域遮罩以及个体空间脑白质深部遮罩，分析装置将T1
‑
权重图像以及T2
‑
液体衰减反转恢复图像进行脑白质高亮度信号的图像处理以生成T1
‑
权重脑白质高亮度信号图像以及T2
‑
液体衰减反转恢复脑白质高亮度信号图像，分析装置使用个体空间脑室周边区域遮罩以及个体空间脑白质深部遮罩分别对T1
‑
权重脑白质高亮度信号图像以及T2
‑
液体衰减反转恢复脑白质高亮度信号图像进行对数转换计算为脑白质周边对数值以及脑白质深部高亮度信号体积量对数值，分析装置将脑白质周边对数值以及脑白质深部高亮度信号体积量对数值代入于神经血管年龄预测模型以得到神经血管年龄预测结果。
[0013]通过上述的技术手段，本专利技术可以达成提供以脑白质高亮度信号为基础的神经血管年龄预测且进行老化速率评估的技术功效。
附图说明
[0014本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于脑白质的神经血管年龄预测系统，其包含：磁共振检测装置，用以对受试者进行脑部的检测以生成磁共振图像，所述磁共振图像包含有T1
‑
权重图像以及T2
‑
液体衰减反转恢复图像；及分析装置，所述分析装置还包含：接收模块，用以从所述磁共振检测装置接收所述磁共振图像；转换模块，利用非线性空间对位技术将所述T1
‑
权重图像的个体坐标转换为国际标准坐标以生成T1
‑
权重坐标转换图像；图谱生成模块，将MNI152国际标准脑模板建构脑室遮罩，将脑室遮罩向外延伸一预设距离覆盖于所述T1
‑
权重坐标转换图像以生成脑室周边图谱以及脑白质深部图谱；遮罩生成模块，反转个体坐标转换为国际标准坐标的转移矩阵以套用于所述脑室周边图谱以及所述脑白质深部图谱，以分别生成个体空间脑室周边区域遮罩以及个体空间脑白质深部遮罩；图像处理模块，将所述T1
‑
权重图像以及所述T2
‑
液体衰减反转恢复图像进行脑白质高亮度信号的图像处理以生成T1
‑
权重脑白质高亮度信号图像以及T2
‑
液体衰减反转恢复脑白质高亮度信号图像；图像计算模块，使用所述个体空间脑室周边区域遮罩以及所述个体空间脑白质深部遮罩分别对所述T1
‑
权重脑白质高亮度信号图像以及所述T2
‑
液体衰减反转恢复脑白质高亮度信号图像进行计算以得到脑白质周边高亮度信号体积量以及脑白质深部高亮度信号体积量；数值转换模块，用以将所述脑白质周边高亮度信号体积量以及所述脑白质深部高亮度信号体积量进行对数转换为脑白质周边对数值以及脑白质深部高亮度信号体积量对数值；及神经血管年龄预测模块，将所述脑白质周边对数值以及所述脑白质深部高亮度信号体积量对数值代入于神经血管年龄预测模型以得到神经血管年龄预测结果。2.根据权利要求1所述的基于脑白质的神经血管年龄预测系统，其中，所述图像处理模块是利用白质损伤分割技术获取白质异常高亮度信号空间位置对所述T1
‑
权重图像以及所述T2
‑
液体衰减反转恢复图像进行脑白质高亮度信号的图像处理以生成所述T1
‑
权重脑白质高亮度信号图像以及所述T2
‑
液体衰减反转恢复脑白质高亮度信号图像。3.根据权利要求1所述的基于脑白质的神经血管年龄预测系统，其中，所述分析装置还包含神经血管年龄预测模型建立模块，所述神经血管年龄预测模型建立模块利用留出法及十层交叉验证法以建立所述神经血管年龄预测模型。4.根据权利要求3所述的基于脑白质的神经血管年龄预测系统，其中，所述神经血管年龄预测模型建立模块是将多个脑白质周边对数值以及多个脑白质深部高亮度信号体积量对数值随机选取出预设百分比的数据作为模型验证集，未被选取出的多个脑白质深部高亮度信号体积量对数值的数据作为模型训练集以进行线性回归，通过十层交叉验证法对线性回归的结果进行稳定度的验证，以找出高稳定度的线性回归的结果为所述神经血管年龄预测模型，再将模型验证集代入于神经血管年龄预测模型进行模型泛用性验证。5.一种基于脑白质的神经血管年龄预测方法，其包含下列步骤：磁共...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄楚中，林庆波，
申请(专利权)人：林庆波，
类型：发明
国别省市：