[发明专利]一种基于RYGB手术减肥的大脑核团Granger因果分析的方法

说明书

技术领域

本发明属于医学图像处理与分析技术领域，尤其涉及一种基于RYGB手术减肥的大脑核团Granger因果分析的方法。可用于核团间相互因果作用关系的描述，从而为中枢药物研发提供影像学证据。

背景技术

目前，世界各国都面临肥胖这一全球性难题，它被世界卫生组织（WHO）定义为疾病，是继心血管病和癌症之后对人类健康最具威胁的第三大因素，全球肥胖人数已超过4亿（约占总人口的6%）和约16亿超重者（约占总人口的24%），WHO预测，到2015年将有23亿成人超重和7亿的肥胖者，而2008年底，我国肥胖人群已突破9000万，超重人数超过2亿；预计未来十年我国肥胖人口将远远超过2亿，超重人口将超过6.5亿肥胖带来的疾病危害主要有：II型糖尿病、冠心病、高血压、脂肪肝、中风、消化道疾病、骨关节炎和癌症（结肠癌、直肠癌、乳腺癌、子宫癌等），此外，肥胖严重影响人们的生活质量，使社会接受性降低，收入减少，心理负担加重，并增加公共健康系统的负担；因肥胖造成的花费约占医疗总费用的2%-10%，针对肥胖的临床治疗显示：药物减肥疗效不理想，并伴有副作用；而外科减肥手术（胃束带减肥手术（AGB）、袖套式胃减肥手术（LSG）和Roux-en-Y胃旁路术（RYGB））对肥胖的治疗具有长期而有效的作用，RYGB胃旁路减肥手术是近年来用于减肥的重要手术方式。

文献“Christopher N.Ochner,Yolande Kwok,MHSA,Allan Geliebter，et al.Selective reduction in neural responses to high calorie foods following gastric bypass surgery.J NIH Public Access”通过RYGB手术减肥前后对照，观看高、低卡路里图片刺激的对比，发现手术后与奖赏相关的大脑核团包括腹侧被盖区（VTA），腹侧纹状体（ventral striatum），壳核（Putamen）的活动水平升高，与认知相关的大脑核团包括背内侧前额叶皮层（DMPFC）和背外侧前额叶皮层（DLPFC）的活动发生异常；

文献“Nora D.Volkow,Gene-Jack Wang and Ruben D.Baler.Reward,dopamine and the control of food intake_implications for obesity.Cell,2011.”发现肥胖患者在食物图片刺激下，大脑边缘区域与奖赏有关的大脑核团纹状体（striatum）的活性发生异常，与情绪记忆调节相关的大脑核团杏仁核（amygdala）与脑岛（insula）的活动水平增强。

现有的研究都是任务状态（图片刺激）下来研究肥胖患者与正常人大脑功能以及RYGB手术减肥前后的大脑功能差异，在核磁共振扫描过程中，被试观看食物图片与非食物图片、高卡路里食物图片与低卡路里食物图片，但事实上，肥胖患者在静息状态下（没有图片刺激）也是不停的暴饮暴食，由此说明，肥胖患者身体内在的生理活动水平已经改变（即出现异常），上述文献只是从任务（图片）刺激的角度来研究，并没有从肥胖患者自身内在的生理基线水平进行研究，此外，现有的研究只是通过图片刺激发现大脑核团功能存在差异，没有从大脑功能网络（即回路）角度整体研究，更没有从回路中核团间的相互因果作用关系角度进行深入细致的研究，然而核团间的作用关系对解释致病的机理和临床的治疗起着至关重要的作用。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于RYGB手术减肥的大脑核团Granger因果分析的方法，旨在解决现有缺少从回路中核团间的相互因果作用关系角度发现静息状态下大脑核团功能存在差异的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种基于RYGB手术减肥的大脑核团Granger因果分析的方法，该大脑核团Granger因果分析的方法包括以下步骤：

以静息态扫描模式，得到功能磁共振数据，按照时间矫正、头动矫正、空间标准化对数据进行预处理，对预处理后的数据进行局部一致性分析；

根据肥胖患者RYGB手术前和术后一个月的大脑差异区定义感兴趣区域；再进行Granger因果分析，从选择的感兴趣区域中任意选出两个区域，提取时间序列并利用一阶自回归模型计算两者间的Granger因果值，进行归一化处理；

具体包括以下步骤：

步骤一，按照对磁共振仪器采集到的大脑数据进行时间矫正、对时间矫正后的数据进行头动矫正、对头动矫正后的数据，使用EPI模板，空间标准化进行数据预处理分析；