[發(fā)明專利]一種腦功能圖的感興趣區(qū)提取方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710639455.1
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN107392167A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王箏;曾祥柱;劉穎;袁慧書
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)第三醫(yī)院
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 北京市科名專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙)11468
• 代理人: 陳朝陽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，具體涉及一種腦功能圖的感興趣區(qū)提取方法。

背景技術(shù)

在各種腦功能成像后處理計(jì)算中，按照各腦區(qū)圖譜提取各種參數(shù)像素值是醫(yī)學(xué)生以及醫(yī)學(xué)科研工作者經(jīng)常遇到的問題。很多腦部疾病的發(fā)病位置不一定是全腦，有可能是某一些腦區(qū)，如顳葉，頂葉等腦區(qū)，因此在進(jìn)行科研時(shí)，需要把某一個(gè)感興趣腦區(qū)提取出來進(jìn)行處理和評估等工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對以上目的，設(shè)計(jì)了提取某一特定腦區(qū)的方法，并計(jì)算出該感興趣區(qū)中的腦信號均值和峰值。為醫(yī)學(xué)科研工作及臨床診斷提供準(zhǔn)確的腦區(qū)信號值提取。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種腦功能圖的感興趣區(qū)提取方法，包括如下步驟：

步驟一）根據(jù)腦功能圖建立全腦信號值矩陣EPI（i,j,k），其中i， j， k為腦空間坐標(biāo)；

步驟二）建立感興趣腦區(qū)的模板矩陣ROIReslice（i,j,k），模板矩陣大小與全腦信號矩陣相同，ROIReslice（i,j,k）屬于感興趣區(qū)內(nèi)的位點(diǎn)的值為1，不屬于感興趣區(qū)內(nèi)的位點(diǎn)的值為0，因此模板矩陣標(biāo)示出了感興趣區(qū)的空間位置。各個(gè)腦區(qū)的模板矩陣可以從某些腦功能圖處理程序中得到，也可以根據(jù)需要自行劃定。

步驟三）全腦信號值矩陣EPI（i,j,k）乘以感興趣腦區(qū)的模板矩陣ROIReslice（i,j,k），即得到感興趣區(qū)的信號值矩陣EPI3 (i,j,k)；

步驟四）對感興趣區(qū)的信號值矩陣EPI3 (i,j,k)中的所有不為0的元素進(jìn)行求平均值，即得到感興趣區(qū)的信號值的平均值；再逐個(gè)比較感興趣區(qū)的信號值矩陣EPI3 (i,j,k)中的所有不為0的元素的大小，得到感興趣區(qū)內(nèi)的信號峰值。

所述EPI（i,j,k）、ROIReslice（i,j,k）和EPI3 (i,j,k)均為91*109*91的矩陣。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本方法對感興趣區(qū)核磁信號參數(shù)的提取可以對各個(gè)腦疾病的深入研究提供詳細(xì)數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上，可以進(jìn)行感興趣區(qū)的峰值和均值計(jì)算，有助于加深對神經(jīng)系統(tǒng)疾病的認(rèn)識和研究。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

本方法可以采用matlab編程實(shí)現(xiàn)，將從磁共振掃描中獲取的各類標(biāo)準(zhǔn)化的腦功能像素值（信號值）與各腦區(qū)模板像素值一一對應(yīng)（本實(shí)施例中的腦區(qū)模板采用公開軟件Pick_Atlas軟件，在mni標(biāo)準(zhǔn)腦空間坐標(biāo)系中；腦區(qū)模板也可以從其他軟件或材料中取得，只要能夠完成對區(qū)域的定位即可），提取所需要的腦區(qū)的各類參數(shù)，如感興趣腦區(qū)的均值，峰值等。將感興趣的腦區(qū)模板置位1，其它腦區(qū)置為0。

EPI3 (i,j,k)=ROIReslice（i,j,k）*EPI(i,j,k） （1）

其中，i,j,k是mni腦空間坐標(biāo)，矩陣值為（91，109，91）。EPI(i,j,k）是實(shí)驗(yàn)組或者正常對照組的腦部圖像在配準(zhǔn)后的全腦信號值。ROIReslice（i,j,k）是Pick_Atlas腦模板軟件中感興趣的腦區(qū)的信號值，如假設(shè)感興趣是顳葉腦模板，則ROIReslice（i,j,k）在顳葉的mni空間坐標(biāo)點(diǎn)中值為1，在非顳葉的空間坐標(biāo)中值為0。感興趣區(qū)可以選擇一個(gè)或多個(gè)腦區(qū)的模板組合。

把全腦的像素值EPI(i,j,k）與模板矩陣值ROIReslice（i,j,k）相乘（公式1），即提取了感興趣腦區(qū)的像素值EPI (i,j,k)，屏蔽了非感興趣的信號值。提取感興趣腦區(qū)的像素值后，可進(jìn)行感興趣各類參數(shù)的計(jì)算，如求感興趣平均值，感興趣峰值的等計(jì)算。

程序代碼如下：

ROIReslice=zeros(91,109,91);定義一組矩陣表示感興趣區(qū)，并且初始化矩陣為0

EPI=zeros(91,109,91);定義一組矩陣表示全腦數(shù)據(jù)，并且初始化矩陣為0

V = spm_vol_nifti('D:/results/DKI-ROI/Angular_L.nii')

讀取模版（前角腦取數(shù)據(jù)）數(shù)據(jù)賦給矩陣V

[Y,XYZ] = spm_read_vols(V); 將矩陣V的值賦給Y

for k=1:91 對三維空間坐標(biāo)（x,y,z）中的Z軸進(jìn)行循環(huán)

for j=1:109對三維空間坐標(biāo)（x,y,z）中的Y軸進(jìn)行循環(huán)

for i=1:91 對三維空間坐標(biāo)（x,y,z）中的X軸進(jìn)行循環(huán)