[发明专利]一种偏头痛脑功能连接模式的提取方法

说明书

本发明公开了一种偏头痛脑功能连接模式的提取方法，如下：首先采集偏头痛患者和正常人的大脑静息态功能磁共振数据。之后对采集到的数据进行时间层矫正、头动矫正、标准化和平滑四步预处理。然后根据预处理后的数据，使用自动计算方式获取每个被试的全脑稳态功能连接列向量集。之后采用改进的K均值聚类算法对所有被试的全脑稳态功能连接列向量集进行聚类分析。最后根据阈值提取出偏头痛的脑功能连接模式，从而为后续进一步分析提供基础。该发明有助于根据动态性来获取偏头痛的脑功能连接模式。

技术领域

本发明属于医学影像学图像处理技术领域，尤其是涉及一种基于动态功能连接的用于提取偏头痛脑功能连接模式的方法。

背景技术

偏头痛是一种以疼痛反复发作为临床特征的慢性神经综合征，常伴有恶心、呕吐、光敏感、噪声敏感等临床症状。偏头痛发病率比较高，症状严重影响人们的工作效率和生活质量。偏头痛的发病机制至今尚不完全清楚，目前主要有以下几种假说：皮层扩散性抑制学说、三叉神经血管学说、中枢疼痛调节系统功能异常等。并且偏头痛的诊断都基于医生问诊的方式，缺乏明确的生物标志物体征。随着功能影像学技术的发展，有望借助于功能影像学技术进一步了解偏头痛的发病机制，寻找偏头痛患者影像学上的特征性变化，再进一步结合计算机图像处理和数据挖掘技术，发现偏头痛的神经机制，辅助医生进行诊断和治疗。

在各种医学影像学技术中，功能磁共振是一种可以从功能上揭示大脑神经活动的影像学技术，具有无侵入性、无放射性、高空间分辨率和高时间分辨率等优点。特别是基于血氧水平依赖的功能磁共振(BOLD-fMRI)在临床上应用范围最为广泛。而其中的静息态功能磁共振，能够通过神经元的自发活动对静息态下的脑功能连接进行研究，因此对于进行揭示偏头痛的形成机制和病程发展阶段的相关研究更有意义。

目前研究主要集中于静态的功能连接，而人脑是一个复杂的结构。脑区之间的连接和作用是是随着时间动态变化的。当疾病发生时，其动态变化的异常会体现在相应的脑功能连接上。本技术发明旨在基于动态功能连接，通过一定的算法来提取出偏头痛的脑功能连接模式，在此基础上可以进一步研究偏头痛脑功能连接模式特征，从而为探索偏头痛的神经机制异常提供基础。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提取偏头痛脑功能连接模式的方法。通过动态功能连接算法提取出全脑稳态功能连接列向量集，使用改进的K均值聚类算法对全脑稳态功能连接列向量集进行聚类。之后根据阈值，提取出偏头痛的脑功能连接模式。为进一步分析提供数据基础。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种偏头痛脑功能连接模式的提取方法，其特点是，该提取方法包含如下步骤：

步骤1，采集多个偏头痛患者的大脑静息态功能磁共振数据和多个正常人的大脑静息态功能磁共振数据。

步骤2，对采集到的每个被试的静息态功能磁共振数据进行预处理操作，包括时间层矫正、头动矫正、标准化和平滑四个操作。

步骤3，根据上述预处理后的每个被试的静息态功能磁共振数据，使用自动计算方式获得每个被试的全脑稳态功能连接列向量集。

步骤4，使用改进的K均值聚类算法对所有被试的全脑稳态功能连接列向量集进行聚类分析。

步骤5，根据上述聚类分析结果，根据阈值提取偏头痛的脑功能连接模式。

所述的偏头痛脑功能连接模式的提取方法，其特点是，所述的步骤3包含如下步骤：