[發(fā)明專利]三維大腦磁共振圖像的大腦皮層表面標志區(qū)域識別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110246561.6
• 申請日: 2011-08-25
• 公開（公告）號: CN102332054A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發(fā)明（設計）人: 郭雷;張德剛;胡新韜;劉天明
• 申請（專利權）人: 西北工業(yè)大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;G06T5/00;G06T7/00
• 代理公司: 西北工業(yè)大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

1.一種三維大腦磁共振圖像的大腦皮層表面標志區(qū)域識別方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：利用彌散張量成像方法獲取大腦磁共振彌散張量成像DTI數(shù)據(jù)，然后利用可變形點陣模型腦組織提取工具去除大腦磁共振彌散張量成像DTI數(shù)據(jù)中的頭骨數(shù)據(jù)，閾值為0.25-0.4；利用流線算法從去除頭骨數(shù)據(jù)的大腦磁共振彌散張量成像數(shù)據(jù)中重建大腦白質神經(jīng)纖維數(shù)字圖像，并利用高斯混合模型對去除頭骨之后的大腦磁共振彌散張量成像數(shù)據(jù)進行大腦組織分割，得到大腦灰質、大腦白質和大腦腦脊髓液三種大腦組織表示的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)；

步驟2：利用Marching?Cubes方法從步驟1所獲得的白質數(shù)字圖像數(shù)據(jù)中，用一系列頂點和三角形重構拓撲結構正確的大腦皮層表面數(shù)字圖像；

步驟3：利用T1加權成像方法獲取T1加權成像的三維大腦磁共振圖像數(shù)據(jù)，然后利用可變形點陣模型腦組織提取工具去除T1加權成像的大腦磁共振圖像數(shù)據(jù)中的頭骨數(shù)據(jù)，閾值為0.3-0.4；然后利用磁共振成像綜合配準和分割工具FSL-FIRST從該圖像數(shù)據(jù)分割得到左右半腦各6個的皮下層組織圖像數(shù)據(jù)，并采用FSL?FLIRT線性配準方法將這些皮下層組織圖像數(shù)據(jù)配準到大腦皮層表面數(shù)字圖像數(shù)據(jù)所在的大腦磁共振彌散張量成像DTI數(shù)據(jù)空間；

步驟4：采用在大腦白質數(shù)字圖像和大腦皮層表面數(shù)字圖像中的所有連接大腦皮層表面和皮下層組織的大腦白質神經(jīng)纖維，并以與其相連的皮下層組織來標記這些大腦白質纖維，得到與皮下層組織數(shù)目相同的12束大腦白質神經(jīng)纖維簇；

步驟5：取大腦皮層表面數(shù)字圖像中的每一個頂點，以該頂點與周圍3個層次的相鄰頂點構成的表面區(qū)域為元區(qū)域，然后在這個元區(qū)域內，統(tǒng)計連接到該元區(qū)域內的所有大腦白質神經(jīng)纖維的皮下層組織標記種類，選出與該元區(qū)域在同一個大腦半球的皮下層組織標記，然后從左到右按照扁桃腺、尾狀核、海馬體、蒼白球、殼核和丘腦的固定順序排列，采用這個排列作為該元區(qū)域的大腦皮層與皮下層組織連接模式，得到大腦皮層-皮下層組織連接向量；當有大腦白質神經(jīng)纖維連接到其中某一個皮下層組織，則設定大腦皮層與皮下層組織連接向量的對應位為1，如果沒有則設置為0；

步驟6：在三維大腦磁共振圖像中整個大腦皮層表面數(shù)字圖像中重復步驟5以獲得大腦皮層表面數(shù)字圖像所有的元區(qū)域的大腦皮層與皮下層組織連接模式，然后利用連通分量檢測方法將大腦皮層表面的元區(qū)域進行分類，將大腦皮層表面數(shù)字圖像中所有的元區(qū)域的大腦皮層-皮下層組織連接模式相同的元區(qū)域分為一類，得到對單個個體的大腦皮層表面分割；

步驟7：針對一組三維大腦磁共振圖像數(shù)據(jù)重復步驟1到步驟6，獲得整組三維大腦磁共振圖像數(shù)據(jù)的大腦皮層表面分割；然后在整組數(shù)據(jù)里面選取一個大腦磁共振數(shù)據(jù)作為模板圖像數(shù)據(jù)，利用FSL?FLIRT工具將其它的大腦磁共振圖像數(shù)據(jù)分別配準到該模板圖像數(shù)據(jù)所在的坐標空間，得到對應的坐標空間轉換矩陣，利用這些轉換矩陣將整組的三維大腦皮層表面配準到模板圖像數(shù)據(jù)坐標空間下；然后根據(jù)不同個體間相同功能的標志區(qū)域應該具有相似的解剖位置的大腦皮層標志區(qū)域選取原則，在整個組的個體之間，選取大腦皮層-皮下層組織連接模式相同并且解剖位置最相近的大腦皮層元區(qū)域作為皮層標志區(qū)域，以保證個體間的一致性。