[发明专利]青少年肌阵挛癫痫患者不同脑区耦合关系的有效连接方法

说明书

发明涉及医学图像，计算机成像和数学领域。本发明利用静息态功能磁共振成像技术，结合格兰杰因果分析模型，对青少年肌阵挛癫痫进行有效连接研究。结果显示，青少年肌阵挛癫痫患者组的六条格兰杰因果关系中，右额中回到左海马旁回和右额中回到左楔前叶两条格兰杰因果关系均呈现负激活。结果表明，三个脑区对比，右额中回可能对于青少年肌阵挛癫痫病的有更大的影响，即右额中回可能与核心脑区相关。

技术领域

本发明涉及医学图像，计算机成像和数学领域，通过图像预处理和模型构建，以及感兴趣区之间的格兰杰因果关系的分析实最后得出格兰杰因果关系显著的脑区。

背景技术

青少年肌阵挛癫痫(Juvenile Myoclonic Epilepsy,JME)是一种常见的癫痫类型。青少年期起病，智能体格发育正常，多在觉醒后出现肌阵挛发作，主要累及双侧上肢，波及下肢时可以出现跌倒，偶尔有全面性强直-阵挛发作。EEG特征为双侧性多棘慢波或者棘慢波综合，本类型愈后良好，发病年龄主要集中在8～22岁，平均发病年龄为15岁，发病无性别差异，初期症状往往是醒后不久即出现肌阵挛或起床不久手中所拿的物品突然不自主地掉落。85％的患儿在起病数月或数年后出现全面性强直-阵挛发作，10％～15％的患儿有失神发作。无意识障碍的肌阵挛是青少年肌阵挛性癫痫的主要症状，发作特点为短暂的、双侧对称的、同步的、无节律的肌肉收缩，常见于肩、臂，也可出现于下肢、躯干或头部，偶发于单侧。肌阵挛可呈快速连续发作甚至进展为肌阵挛持续状态。有时失神发作早于肌阵挛和全面性强直-阵挛发作。

JME临床若治疗不合理，极易造成难治性癫痫，因此对其发病机制的研究极为重要。在临床诊断中，JME的诊断主要依靠脑电图，但JME患者常常不具备典型的脑电图改变，因而众多研究人员开始聚焦于JME患者脑网络方面的研究工作，试图为JME的临床诊断提供新的参考依据。目前，采用镜像同伦连接技术观察JME患者两侧大脑半球间静息态功能连接情况，发现JME患者静息态下基底核-丘脑-皮层环路中多个脑区间功能连接异常；通过静息态fMRI研究发现JME双侧丘脑及与运动功能相关的皮层区域的局域一致性明显增高。这些研究成果虽向我们清楚地表明了JME患者较正常人脑功能网络发生了脑功能网络异常，让我们可以借助这些研究结果来对JME进行更精确的诊断。

功能连接分析方法可以获得不同脑区的活动在时间上的相关性，但是无法刻画大脑中信息的流向。为了更精确地阐述不同脑区的神经活动之间的耦合关系，我们提出青少年肌阵挛癫痫患者不同脑区耦合关系的有效连接方法。

发明内容

本发明的目的在于提供青少年肌阵挛癫痫患者不同脑区耦合关系的有效连接方法，以解决现有技术不能准确地阐述不同脑区的神经活动之间的耦合关系的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：青少年肌阵挛癫痫患者不同脑区耦合关系的有效连接方法，包括以下步骤：

S1.图像数据采集，采集被试者fMRI图像数据以及3DT1图像数据；

S2.fMRI数据预处理,采用基于matlab平台下的DPARSF软件对对步骤S2中得到的fMRI数据进行预处理；

S3.VBM分析,对步骤S2中得到的3DT1图像采用matlab平台下的SPM8工具箱以及基于SPM8的VBM8工具箱进行预处理及统计分析；

S4.感兴趣区的选取,感兴趣区选择由(Montreal Neurological Institute,MNI)机构提供的脑图谱(Anatomical Automatic Labeling,AAL)作为划分和提取脑区的模板，选取提取脑区作为感兴趣区；

S5.格兰杰因果分析，采用基于SPM8的REST工具箱进行基于格兰杰因果分析(Granger causality analysis,GCA)有效连接研究，选择感兴趣区间的基于系数的格兰杰因果分析(ROI-wise coefficient-base GCA)。