[发明专利]一种基于光谱的阿尔茨海默症智能检测装置

说明书

本发明提供一种基于光谱的阿尔茨海默症智能检测装置，涉及智能医疗检测技术领域。该装置采集不同症状阶段阿尔茨海默症患者和健康对照组的血浆样本，并测量血浆样本的FTIR‑ATR光谱数据；并对血浆样本的光谱数据进行预处理，并求取预处理后光谱数据的一阶导数光谱和二阶导数光谱；然后获得阿尔茨海默症不同症状阶段的模型特征波数及检测特征波数；利用随机森林构建多个适用于不同阶段阿尔茨海默病的检测模型，并根据模型特征波数来驱动不同检测模型间的切换；最后依据切换的检测模型以及所对应的检测特征波数完成阿尔茨海默疾病的检测。本装置不但能够检测出阿尔茨海默症状，还能进一步检测出阿尔茨海默症的不同阶段。

技术领域

本发明涉及智能医疗检测技术领域，尤其涉及一种基于光谱的阿尔茨海默症智能检测装置。

背景技术

阿尔茨海默症(Alzheimer disease，简称AD)俗称老年痴呆是继心血管病、脑血管病和肿瘤之后，一种起病隐匿、多发于老年、多致病因素、逐渐丧失记忆和认知能力、危及生命的神经系统退行性疾病。目前为止，阿尔茨海默症患者在仅通过药物延缓发展，尚无有效治愈方法。据《2019年世界阿尔茨海默病报告》目前全球约有5000万阿尔茨海默症患者，数据预测，截止2050年，阿尔茨海默症患者将达到1.52亿之多，平均每3秒就有一人罹患阿尔茨海默症。中国已经是世界上阿尔茨海默症患病人口最多、增长速度最快的地区。阿尔茨海默症治疗的直接与间接费用粗略估算已经占到了国内GDP的1.47％，预计2030年达到3.5万亿元，2050年将达到12.6万亿元。阿尔茨海默症已经给家庭和社会带来了沉重的负担。阿尔茨海默症作为神经变性病，存在广泛的复杂神经变性障碍，其特征在于神经元功能的失调最终导致神经元死亡，其发病机制目前尚未明确。存在证据表明在显著症状出现前的数十年，阿尔茨海默症患者脑内就已产生了上述病理改变。阿尔茨海默症诊断标准也将阿尔茨海默认定为一个连续发展的病理、生理过程，因此，阿尔茨海默症早期的检测非常关键。

现有的阿尔茨海默症筛查与检测方法主要有量表(认知标记)评估、脑脊液检测、基因检测及影像学检查等。量表检查过程中全程需要受过培训的测试人员参与，在使用过程中受被测试者受教育程度和语言理解能力的影响较大，并且对检测提供者的人力资源提出了很高的需求。脑脊液生物标记物诊断方式存在操作复杂、侵入性高、患者痛苦等缺陷更不适于阿尔茨海默症早期的检测。通过fMRI、PET、SPECT等多种脑功能成像技术的硬性检查，可发现MCI/阿尔茨海默的特异性影像学表现，并可用于排除其他潜在疾病。但因检测成本高昂，未能在筛查检测中常规运用，多作为高风险人群确诊使用；基因检测只对特定的家族性早发型阿尔茨海默症有效。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于光谱的阿尔茨海默症智能检测装置，实现对阿尔茨海默症的早期检测。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种基于光谱的阿尔茨海默症智能检测装置，包括光谱采集模块、数据处理模块、模型特征波数选取模块、多模型检测模块、检测特征波数选取模块、检测与判断模块以及显示模块；

所述光谱采集模块采集不同症状阶段阿尔茨海默症患者和健康对照组的血浆样本，并测量血浆样本的FTIR-ATR光谱数据，构成血浆光谱样本集；

根据阿尔茨海默病分级体系总体衰退量表(Global Deterioration Scale，即GDS)，涉及Reisnberg规定的七个阶段，将阿尔茨海默症划分为早期症状阶段、中前期症状阶段、中后期症状阶段以及晚期症状阶段；

所述数据处理模块对血浆样本的光谱数据进行基线校正预处理，并求取预处理后光谱数据的一阶导数光谱和二阶导数光谱；将血浆光谱样本集按照阿尔茨海默症早期、中前期、中后期和晚期不同阶段和健康对照组光谱样本一起进行划分，形成阿尔茨海默症不同阶段检测筛查与判断模型的训练集和测试集；