一种基于扩散磁共振成像纤维束追踪技术的个体化结构连接脑图谱绘制方法技术

本发明专利技术提供了一种基于扩散磁共振成像纤维束追踪技术的个体化结构连接脑图谱绘制方法，将一种基于大脑皮质结构连接的群体概率性脑图谱作为先验起点，在个体脑水平根据个体脑的局部皮质的结构连接信息迭代优化从而生成个体化脑区的空间划分模式。本方法适用于所有的利用扩散磁共振成像进行个体化脑图谱的绘制与分析。

A mapping method of individual structure connected brain atlas based on fiber bundle tracking technology of diffusion MRI

【技术实现步骤摘要】
一种基于扩散磁共振成像纤维束追踪技术的个体化结构连接脑图谱绘制方法
本专利技术涉及一种利用无创脑成像方法根据脑连接特征获得个体化结构连接脑图谱绘制方法，属于认知神经科学

技术介绍
当前，脑解剖结构和功能的个体间差异特性逐渐被关注，认知神经科学领域与临床医学领域随之而来的一个重要课题是构建个体化脑图谱。人脑在许多方面都具有显著的个体间变异性，包括宏观和微观的脑解剖结构等诸多方面。在神经科学研究中，如果直接利用群组脑图谱作为个体脑区划分模式，则会因个体差异而引入脑区划分的偏差，从而影响脑结构与脑功能研究分析。与此同时，各类神经精神疾病的个体化医疗(精准医疗)已成为世界范围内的重大科学难题和关注热点。因此，鉴于不同人脑之间存在巨大的个体差异，针对不同人脑的个体化大脑皮层分区至关重要。最近的个体水平功能成像研究表明，皮质功能区的大小、位置和空间排列在不同个体之间存在很大的差异，而且个体化的功能脑网络地形图可以预测人类的行为表型。为了研究皮层区域的空间拓扑特性，可以根据特定的宏观和微观解剖标准(即细胞结构和神经受体的分布)将皮层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于扩散磁共振成像纤维束追踪技术的个体化结构连接脑图谱绘制方法，包括以下步骤：/n(1)分别采集磁共振T1加权结构像和扩散加权像；/n(2)将T1加权结构像组织分割得到的大脑灰质掩板变换到扩散加权像空间，并对掩板内的每一个体素进行白质纤维束追踪，得到每个灰质体素的结构连接特征；/n(3)将标准空间下群组概率性的结构连接脑图谱投影到个体大脑灰质三维空间掩板上，得到个体空间下群组概率性的结构连接脑图谱，根据每个体素在相应概率性脑区图谱内的概率大小对脑区内所有体素的结构连接特征进行概率加权的平均，得到每个脑区的结构连接特征作为初始参考连接特征；/n(4)个体大脑灰质三维空间掩板中的每个体素的...

【技术特征摘要】
20191112 CN 20191109940541.一种基于扩散磁共振成像纤维束追踪技术的个体化结构连接脑图谱绘制方法，包括以下步骤：
(1)分别采集磁共振T1加权结构像和扩散加权像；
(2)将T1加权结构像组织分割得到的大脑灰质掩板变换到扩散加权像空间，并对掩板内的每一个体素进行白质纤维束追踪，得到每个灰质体素的结构连接特征；
(3)将标准空间下群组概率性的结构连接脑图谱投影到个体大脑灰质三维空间掩板上，得到个体空间下群组概率性的结构连接脑图谱，根据每个体素在相应概率性脑区图谱内的概率大小对脑区内所有体素的结构连接特征进行概率加权的平均，得到每个脑区的结构连接特征作为初始参考连接特征；
(4)个体大脑灰质三维空间掩板中的每个体素的结构连接特征与所有脑区的初始参考连接特征做相似性比较，从而将每个体素分配到连接特征最相似的脑区；
(5)根据新的脑区划分结果以加权的形式计算新的参考连接特征；
(6)根据体素分配前后的全脑层次脑区形态的相似度，判断是否符合预定的收敛条件：如果满足收敛条件，则完成个体化结构连接脑图谱的绘制；如果不满足收敛条件，则分配灰质体素到连接特征最相似的脑区，并根据新的脑区划分结果以加权的形式计算新的参考连接特征；然后再次判断是否符合预定的收敛条件，此迭代环节一直进行到满足收敛条件，完成个体化结构连接脑图谱的绘制。


2.如权利要求1所述一种基于扩散磁共振成像纤维束追踪技术的个体化结构连接脑图谱绘制方法，其特征在于，步骤(1)还包括对采集的磁共振图像进行预处理，包括对T1加权结构像进行脑组织分割提取以及扩散加权像与T1加权结构像进行模态间配准、涡流校正和头动校正。


3.如权利要求1所述一种基于扩散磁共振成像纤维束追踪技术的个体化结构连接脑图谱绘制方法，其特征在于，步骤(2)利用SPM软件的“s...

【专利技术属性】
技术研发人员：高家红，韩美贞，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京;11