[发明专利]一种早期轻度认知障碍关键纤维束评估方法

权利要求书

1.一种早期轻度认知障碍关键纤维束评估方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤(1)：对早期轻度认知障碍患者和健康者的扩散张量成像图像进行预处理，包括数据格式转换和数据重采样；

步骤(2)：利用步骤(1)的预处理结果作为输入，完成全脑纤维束跟踪；

步骤(3)：对跟踪到的纤维束进行提取并清除错误纤维束，得到初步全脑纤维束集，再利用马氏距离公式获得最佳去冗余纤维束集；

步骤(4)：利用部分各向异性指数、平均扩散度、轴向扩散度和径向扩散度四项指标来衡量大脑可塑性，对清除后的纤维束集进行指标计算；

步骤(5)：对早期轻度认知障碍患者和健康者的两组图像数据分别重复步骤(2)到(4)，然后对两组数据得到的指标进行组间差异比较分析；

步骤(6)：对步骤(5)得到的组间差异纤维束组进行评估，分别计算其ROC曲线面积，从而获得评估参考结果。

2.如权利要求1所述的一种早期轻度认知障碍关键纤维束评估方法，其特征在于：所述步骤(1)具体包括：

步骤(1.1)利用dcm2niigui软件将原始DICOM医学数据格式转换为.nii、bvec和bval文件作为纤维束跟踪的输入文件，其中.nii文件为图像数据，bvec和bval文件分别包含图像数据的特征向量和特征值；

步骤(1.2)将原始图像的体素重采样，采样后大小为2×2×2mm³。

3.如权利要求1所述的一种早期轻度认知障碍关键纤维束评估方法，其特征在于：所述步骤(2)具体包括：采用确定性跟踪算法完成全脑纤维束跟踪，即给定一个或多个起始点，根据设定的计算方法搜索新的跟踪方向，不断向前传播，直到达到终止条件时停止跟踪该纤维束，最终得到一条纤维流线轨迹；其中，终止条件设为以下六种：(1)FA≤0.2或angle≥45°；(2)FA≤0.25或angle≥45°；(3)FA≤0.3或angle≥45°；(4)FA≤0.2或angle≥50°；(5)FA≤0.2或angle≥55°；(6)FA≤0.2或angle≥60°，其中FA为各项异性指数，angle为纤维束弯曲角度；对同一个体分别按照六种终止条件进行六次确定性全脑纤维束跟踪，得到多组全脑纤维束集。

4.如权利要求1所述的一种早期轻度认知障碍关键纤维束评估方法，其特征在于：所述步骤(3)具体包括：

步骤(3.1)首先将全脑纤维束集计算求得均值，然后对纤维束集中小于均值10％和大于均值90％的部分纤维束进行剔除，得到初步全脑纤维束集；

步骤(3.2)利用MNI标准空间中纤维束起始和终止区域作为感兴趣区域ROI，从初步全脑纤维束集中筛选出同时经过两个ROI的纤维束；

步骤(3.3)对多个正常大脑数据在标准坐标系下的相关大脑纤维束位置的二值化掩膜进行平均得到的概率图谱，所述的概率图谱为JHU白质纤维束图谱，经与概率图谱对比后，穿过低概略位置的纤维束将被移除；

步骤(3.4)利用马氏距离公式进行纤维束清除，获得最佳去冗余纤维束集的具体参数为：距离阈值设置为5，长度阈值设置为5，簇中最小纤维束数量为20，循环次数为5。

5.如权利要求1所述的一种早期轻度认知障碍关键纤维束评估方法，其特征在于：所述步骤(5)具体包括：将每个纤维束集内的每根纤维重采样到100个等距节点来量化纤维束中心部分的扩散特性，然后采用SPSS软件中的单因素方差分析，对两组受试者的四项指标值进行分析，并做FDR校正，当p0.05认为差异有统计学意义，最终得到具有显著性差异的部分纤维束组。

6.如权利要求1所述的一种早期轻度认知障碍关键纤维束评估方法，其特征在于：所述步骤(6)具体包括：提取每组每个被试纤维束组的四项指标值，组成四对关键纤维束指标组，然后对四个组做受试者工作特征曲线ROC，计算四组ROC曲线下的面积，即AUC值，其范围为[0,1]，将AUC值大于0.85的所有小组对应的纤维束及特征指标作为最终评估参考。