[發(fā)明專利]基于相關(guān)預(yù)測(cè)模型的磁共振圖像中檢測(cè)結(jié)構(gòu)形變的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910219485.2
• 申請(qǐng)日: 2009-12-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101739681A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭雷;胡新韜;張拓;聶晶鑫;李剛;劉天明;李凱明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;A61B5/055
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

1.一種基于相關(guān)預(yù)測(cè)模型的磁共振圖像中檢測(cè)結(jié)構(gòu)形變的方法，其特征在于步驟如下：

步驟1對(duì)三維大腦核磁共振圖像進(jìn)行預(yù)處理：利用可變形模型方法去除核磁共振圖像中的腦殼，利用配準(zhǔn)方法去除核磁共振圖像中的非大腦組織，利用高斯混合模型方法對(duì)核磁共振圖像中的大腦圖像進(jìn)行組織分割，得到白質(zhì)，灰質(zhì)和腦脊髓液三種組織類型表示的數(shù)字圖像；

步驟2：利用Marching?Cubes方法從組織分割后的數(shù)字圖像中重構(gòu)三角化的、以灰質(zhì)-白質(zhì)分界面表現(xiàn)的大腦皮層內(nèi)表面的數(shù)字圖像；

步驟3：采用步驟1和步驟2處理一組正常的大腦核磁共振圖像，得到正常的三角化的、以灰質(zhì)-白質(zhì)分界面表現(xiàn)的大腦皮層內(nèi)表面的數(shù)字圖像；

步驟4：利用彈性變形配準(zhǔn)方法將步驟3中得到的一組正常的大腦皮層內(nèi)表面的數(shù)字圖像配準(zhǔn)到標(biāo)準(zhǔn)模板空間，利用?計(jì)算數(shù)字圖像的三角化表面上頂點(diǎn)之間的結(jié)構(gòu)相關(guān)性；其中：v_i及v_j分別代表頂點(diǎn)i與j在樣本集中的觀測(cè)值，corr(v_i，v_j)為頂點(diǎn)v_i與v_j之間的空間相關(guān)性，cov(v_i，v_j)為v_i與v_j之間的協(xié)方差，σ_i與σ_j分別代表v_i及v_j的標(biāo)準(zhǔn)差；計(jì)算中v_i及v_j分別由其x，y，z三個(gè)坐標(biāo)分量代替，相關(guān)性的取值為三個(gè)分量的均值；

步驟5：采用步驟1和步驟2處理被測(cè)大腦的核磁共振圖像，得到被測(cè)大腦的三角化的、以灰質(zhì)-白質(zhì)分界面表現(xiàn)的大腦皮層內(nèi)表面S的數(shù)字圖像；

步驟6：在步驟5中得到的待測(cè)被試的大腦皮層內(nèi)表面S上選取待檢測(cè)區(qū)域ROI，將位于ROI中的頂點(diǎn)集合V1的坐標(biāo)值視作待預(yù)測(cè)變量，而將位于ROI以外的頂點(diǎn)集合V2的坐標(biāo)視為已知變量，利用典型相關(guān)模型來(lái)預(yù)測(cè)V1的期望值V1_p，步驟如下：?

步驟a：利用V1及V2在訓(xùn)練樣本中的觀測(cè)值X及Y，通過(guò)典型相關(guān)計(jì)算X及Y的典型相關(guān)變量U＝X^TA和V＝Y(jié)^TB，其中：變換矩陣

ρ與e由求解以下特征值-特征向量問(wèn)題可得：C_XX，C_YY，C_XY，C_YX定義為：C_XX＝cov(X，X)，C_YY＝cov(Y，Y)，C_XY＝cov(X，Y)，C_YX＝C_XY；式中COV(^·)為協(xié)方差運(yùn)算符；

步驟b：在得到變換矩陣A后，將V1變換到典型相關(guān)空間，其典型相關(guān)變量為V1′＝V1^TA；在典型相關(guān)空間根據(jù)步驟4中得到的頂點(diǎn)結(jié)構(gòu)相關(guān)性，利用線性回歸模型預(yù)測(cè)V1_p的典型相關(guān)變量V1′_p；

步驟c：利用變換矩陣B求得V1_p：V1_p＝(V1′_p·B^-1)^T，用V1_p替代V1，得到S的預(yù)測(cè)值S’；

步驟7：根據(jù)S與S的預(yù)測(cè)值S’，在歐幾里德空間計(jì)算S與S’上頂點(diǎn)對(duì)之間的結(jié)構(gòu)形變程度的距離指標(biāo)：v_i∈S，v′_i∈S′，式中(x_i，y_i，z_i)及(x′_i，y′_i，z′_i)分別為頂點(diǎn)v_i和其預(yù)測(cè)值v′_i的三維坐標(biāo)值。