[发明专利]一种检测养血清脑丸改善认知功能的脑网络分析方法

权利要求书

1.一种检测养血清脑丸改善认知功能的脑网络分析方法，其特征是包括以下步骤：

(1)实验设计：采用静息态fMRI实验，以亚健康人群为研究对象；

(2)采集静息状态下的fMRI数据；

(3)针对采集到的fMRI数据进行预处理；

(4)节点、边的定义及阈值的选择；

(5)选择传统脑网络分析方法对fMRI数据进行分析；

(6)选择频繁子图挖掘方法对fMRI数据进行分析；

(7)分析、比较并整合两种方法的结果，得到养血清脑丸改善认知功能的神经机制。

2.根据权利要求1所述的一种检测养血清脑丸改善认知功能的脑网络分析方法，其特征是所述步骤(1)还包括以下步骤：

(1.1)筛选符合要求的亚健康人员组成一组；

(1.2)对入组的亚健康人员进行第一次静息态fMRI扫描和认知测评，记录第一次静息态fMRI扫描和认知测评结果；

(1.3)对入组亚健康人员进行药物干预；

(1.4)干预结束后对入组亚健康人员进行第二次静息态fMRI扫描和认知测评，记录第二次静息态fMRI扫描和认知测评结果。

3.根据权利要求1所述的一种检测养血清脑丸改善认知功能的脑网络分析方法，其特征是所述步骤(2)的具体方法为：使用德国西门子公司生产的3T全身磁共振成像系统，收集被试的全脑fMRI数据，采集回波平面成像序列，横断位从下到上隔层扫描，32层，层厚＝4毫米，层间隔＝0毫米，脉冲重复时间TR＝2500毫秒，脉冲回波时间TE＝30毫秒，采集矩阵＝64×64，翻转角度FA＝90度，扫描视野FOV＝240mm，针对每个被试，采集212个时间点，扫描持续时间8分57秒。

4.根据权利要求1所述的一种检测养血清脑丸改善认知功能的脑网络分析方法，其特征是所述步骤(3)还包括以下步骤：

(3.1)所有的预处理操作都是使用统计参数图SPM软件包完成；

(3.2)为避免磁共振机器每个session启动时的匀场效应及受试者初入环境的不适应可能对结果造成一定影响，删除每个被试每个session前十帧功能图像；

(3.3)剔除fMRI数据中头部挪动幅度超过2.5mm或三维旋转角度超过2.5°的被试；

(3.4)针对fMRI数据进行层间时间校正；

(3.5)针对fMRI数据进行头动校正；

(3.6)针对fMRI数据进行空间标准化处理；

(3.7)利用4mm半宽高的高斯核函数对fMRI数据进行空间平滑处理；

(3.8)利用0.01-0.08Hz频率区间对fMRI数据进行时域滤波；

(3.9)针对fMRI数据进行回归头动参数和脑脊液平均信号。

5.根据权利要求1所述的一种检测养血清脑丸改善认知功能的脑网络分析方法，其特征是所述步骤(4)还包括以下步骤：

(4.1)节点的定义：使用标准脑解剖图谱AAL模板作为脑节点的定义方法，对全脑进行区域级别的节点定义，共定义90个节点；

(4.2)边的定义：使用皮尔逊相关系数作为网络中边的定义，对于所得到的每个脑的时间序列，进行多元线性回归，以去除头动影响，之后，利用所得到的残差，两两之间进行皮尔逊相关计算，得到90×90的关联矩阵，最后，根据预先设定的阈值，将关联矩阵转化为二值的邻接矩阵；

(4.3)阈值的选择：使用稀疏度S进行阈值设置，稀疏度为网络中实际存在的边数与网络中可能存在的最大边数的比值。利用小世界属性这一脑网络的基本特性进行阈值空间的设定，以满足在保证小世界属性的同时最大程度的去掉伪连接，根据此规则，计算得到阈值空间为S∈(5％，40％)，随后的网络分析均在此空间中进行，且间隔设置为0.01。

6.根据权利要求1所述的一种检测养血清脑丸改善认知功能的脑网络分析方法，其特征是所述步骤(5)还包括以下步骤：

(5.1)对于每个阈值，分析三个节点指标：度、节点效率和中间中心度；

(5.2)计算在阈值范围内的曲线下面积，为每个节点指标提供一个总标量；

(5.3)使用非参数置换检验分析比较用药前后两组数据的组间差异，使用多元线性回归去除统计过程中性别和年龄的影响。