[發明專利]磁共振彌散張量成像纖維束追蹤裝置

無效

• 申請號: 201210275900.8
• 申請日: 2012-08-03
• 公開（公告）號: CN103049901A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 姚旭峰;于同剛;葉彤
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;A61B5/055
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

1.一種根據腦功能圖像采集設備對人腦的掃描形成的結果來進行磁共振彌散張量成像纖維束追蹤的磁共振彌散張量成像纖維束追蹤裝置，其特征在于，包括：

采集部，從所述腦功能圖像采集設備中通過采集矩陣來采集所述人腦的至少十二個方向上的不同序列磁共振彌散張量圖像，取所述不同序列磁共振彌散張量圖像中的任意一個序列作為參照圖像；

歸一化處理部，對不同的所述序列磁共振彌散張量圖像進行歸一化處理使得所有所述序列磁共振彌散張量圖像的像素大小以及幾何尺寸均一致；

分割部，對所述參照圖像進行提取分割從而獲得相對應的未施加彌散磁場序列的基準腦組織圖像與施加彌散梯度磁場序列的待糾正腦組織圖像，所述基準腦組織圖像作為腦組織標準模版；

參照圖像糾正部，根據空間變換矩陣計算出所述參照圖像的所述基準腦組織圖像與所述待糾正腦組織圖像兩者的空間變換關系并以所述基準腦組織圖像作為腦組織標準模版實現所述參照圖像的所述基準腦組織圖像的像素與所述待糾正腦組織圖像的像素在空間位置上達到一一對應；

圖像配準糾正部，把除參照圖像以外的所有所述序列磁共振彌散張量圖像形成對應的待糾正圖像，根據所述空間變換關系對所述待糾正圖像進行三維仿射變換從而使得所有的所述序列磁共振彌散張量圖像的像素在空間位置上達到一一對應；

計算部，通過矩陣計算出所有所述序列磁共振彌散張量圖像的張量場并將所有所述序列磁共振彌散張量圖像的每個體素的彌散信息用一個3×3矩陣的張量來表示，把每個所述體素進行矩陣分解從而得到每個所述體素的特征值和特征向量。

感興趣區選擇部，通過感興趣區設置模塊在所述腦組織標準模版上選擇需要追蹤的感興趣區，對所述感興趣區均勻插值從而得到的所述感興趣區的種子點；

追蹤參數設置部，設置追蹤時所需要的追蹤參數，所述追蹤參數具有腦組織各向異性閾值、追蹤角度閾值、迭代步數；

追蹤部，根據設置好的所述追蹤參數，從所述感興趣區的所述種子點開始沿著所述感興趣區的每個所述體素的所述特征向量從正反兩個方向進行追蹤從而得到所述感興趣區的纖維束；

存儲部，存儲追蹤到的所述纖維束的條數以及每條所述纖維束中的點的坐標；

顯示部，顯示所述纖維束中的點相連接形成的所述纖維束。

2.根據權利要求1所述的磁共振彌散張量成像纖維束追蹤裝置，其特征在于：

所述追蹤部用偏微分方程積分來表示追蹤所述纖維束的路徑上的點，點P_n和相鄰迭代點P_n+1在追蹤路徑上的關系式如下：

P_n+1=P_n+S·V_pn????（n=0,1,2…）

該公式中，V_Pn表示點P_n的特征向量；

迭代點P_n+1的特征向量與點P_n處的特征向量有如下關系，用下式表示為：

Vp=Vtifcos<Vt·Vi>>θthreshod,Vt=Vs-Vtifcos<Vt·Vi>>-θthreshod,Vt=Vs]]>

該公式中，V_s為點P_n+1的方向，V_i為點P_n的方向，θ_threshod為所述追蹤角度閾值，追蹤過程中如果計算出的追蹤角度為負，則追蹤方向發生180度反轉；

S是所述迭代步長，S的定義與所述各向異性閾值相關，所述各向異性閾值包括：線性各向異性系數用C_L表示、平面各向異性系數用C_P表示、各向同性系數用C_S表示，用公式表示如下：

CL=λ1-λ2λ1+λ2+λ3]]>

CP=2(λ2-λ3)λ1+λ2+λ3]]>

CS=3λ3λ1+λ2+λ3]]>

其中C_L＋C_P＋C_S=1，上式中λ₁,λ₂,λ₃表示每個所述體素從大到小的三個特征值；

迭代步長S的表達式為：

S=12*max{|VPn(0)|,|VPn(1)|,|VPn(2)|}*1ifCL>CP≥CS1/2ifCP≥CL>CS0ifCS≥CP>CL]]>