[發(fā)明專利]一種基于功能磁共振成像的腦區(qū)效應(yīng)連接分析系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410054387.9
• 申請日: 2014-02-18
• 公開（公告）號: CN103800011A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 焦竹青;鄒凌;何可人;項艱波;馬正華;錢農(nóng)
• 申請（專利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類號: A61B5/055
• 分類號: A61B5/055
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 盧亞麗

1.一種基于功能磁共振成像的腦區(qū)效應(yīng)連接分析系統(tǒng)，其特征在于：包括依次連接的實驗范式設(shè)計模塊、核磁成像處理模塊、大腦圖像分區(qū)模塊、效應(yīng)連接檢測模塊和分析結(jié)果顯示模塊，所述核磁成像處理模塊包括依次連接的圖像讀取單元、格式轉(zhuǎn)換單元、圖像預(yù)處理單元和分別與圖像讀取單元、格式轉(zhuǎn)換單元、圖像預(yù)處理單元相連的參數(shù)配置單元，所述效應(yīng)連接檢測模塊包括依次連接的時間序列提取單元、因果連接分析單元和連接指標(biāo)計算單元。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于功能磁共振成像的腦區(qū)效應(yīng)連接分析系統(tǒng)，其特征在于：所述實驗范式設(shè)計模塊對實驗對象參與的實驗內(nèi)容和流程進(jìn)行設(shè)計。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于功能磁共振成像的腦區(qū)效應(yīng)連接分析系統(tǒng)，其特征在于：所述核磁成像處理模塊通過參數(shù)配置單元對磁共振設(shè)備采集到的大腦三維結(jié)構(gòu)像和時間層功能像進(jìn)行讀取和格式轉(zhuǎn)換，再執(zhí)行包括功能像頭動校正、結(jié)構(gòu)像配準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)像灰質(zhì)分割、結(jié)構(gòu)像和功能像標(biāo)準(zhǔn)化、功能像平滑的預(yù)處理操作。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于功能磁共振成像的腦區(qū)效應(yīng)連接分析系統(tǒng)，其特征在于：所述大腦圖像分區(qū)模塊加載和儲存各種標(biāo)準(zhǔn)化的大腦分區(qū)模板，將操作人員選定的模板與磁成像處理模塊預(yù)處理后的核磁圖像進(jìn)行匹配，并將圖像劃分為若干大腦區(qū)域。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于功能磁共振成像的腦區(qū)效應(yīng)連接分析系統(tǒng)，其特征在于：所述效應(yīng)連接檢測模塊提取大腦時間層功能像中不同標(biāo)準(zhǔn)分區(qū)對應(yīng)的時間序列，對一組實驗對象的時間序列進(jìn)行單樣本T檢驗，將得到的組分析結(jié)果進(jìn)行定向線性因果關(guān)系分析，計算不同腦區(qū)時間序列之間的效應(yīng)連接值和效應(yīng)連接指標(biāo)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于功能磁共振成像的腦區(qū)效應(yīng)連接分析系統(tǒng)，其特征在于：所述分析結(jié)果顯示模塊將效應(yīng)連接分析結(jié)果和相關(guān)的腦功能指標(biāo)反饋給醫(yī)護(hù)人員、被試和操作人員。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種基于功能磁共振成像的腦區(qū)效應(yīng)連接分析系統(tǒng)，其特征在于：所述核磁成像處理模塊將讀取到的磁共振圖像由DICOM格式轉(zhuǎn)換為NIFTI格式。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種基于功能磁共振成像的腦區(qū)效應(yīng)連接分析系統(tǒng)，其特征在于：所述效應(yīng)連接檢測模塊采用多變量自回歸模型測量兩組時間序列之間的定向線性因果關(guān)系；根據(jù)腦區(qū)時間序列建立的p階MVAR模型表達(dá)式可表示為：

，

其中，u[n]、v[n]及w[n]分別為時間序列x[n]、y[n]及其組合向量矩陣z[n]的自回歸估計殘差；所述效應(yīng)連接檢測模塊采用的多變量自回歸模型中，殘差的方差或方差矩陣可表示為：

，，；

所述效應(yīng)連接檢測模塊根據(jù)多變量自回歸模型得到的定向線性因果關(guān)系可以表示為：

，

其中，F_x→y表示以x[n]為參考區(qū)域指向y[n]的線性定向影響；F_y→x表示從y[n]到x[n]的線性定向影響。