基于个体头模的数据3D可视化显示方法技术

本发明专利技术公开了一种基于个体头模的数据3D可视化显示方法，包括以下步骤：S1，创建受测者的3D头部模型；S2，将检测帽上的检测部位与3D头部模型上的对应位置进行坐标匹配；S3，对受测者施加不同的任务刺激，通过检测帽采集受测者在不同任务刺激下的血氧数据，并将采集到的数据实时渲染到所述3D头部模型上进行显示。本发明专利技术通过创建受测者的3D头部模型，并将检测帽采集到的受测者在不同任务刺激下的血氧数据实时渲染到所述3D头部模型上进行显示，可以动态展示受测者的脑区激活情况，便于更加直观地了解受测者在不同任务刺激下的血氧数据。了解受测者在不同任务刺激下的血氧数据。了解受测者在不同任务刺激下的血氧数据。

【技术实现步骤摘要】
基于个体头模的数据3D可视化显示方法


[0001]本专利技术属于近红外脑功能成像
，具体涉及一种基于个体头模的数据3D可视化显示方法。

技术介绍

[0002]当前，认知神经科学所面临的一个重要课题是建立脑功能和脑结构之间的对应关系。以功能磁共振成像(fMRI)、功能近红外光谱(fNIRS)为代表的功能脑成像技术，可以使神经科学的研究者们以非侵入的方式对活体人脑的功能进行观测。
[0003]包括经颅脑治疗和经颅脑成像在内的经颅脑映射技术，一直在快速发展，并在脑机制评估和脑损伤治疗方面表现出巨大的潜力。例如，经颅磁刺激(TranscranialMagnetic Stimulation，简称为TMS)通过外部施加的磁场，实现在高时空分辨率下对人脑局部活动的抑制或激发。经颅磁刺激的无创特性使其有助于评估特定脑区域/脑回路和行为之间的因果关系。经颅磁刺激也广泛用于治疗各种神经精神障碍，例如帕金森病、疼痛、成瘾等。值得一提的是，经颅磁刺激作为治疗耐药性抑郁症的临床干预手段，已经获得美国食品药品管理局(FDA)的认证。
[0004]近红外脑功能成像技术用于反映受测者在任务刺激下的脑区激活情况，能够展示受测者在不同的任务刺激下对应脑区的激活情况显得十分重要。目前市场上还没有利用3D头模的形式实时展示脑区激活情况。
[0005]公开号为CN213787408U的中国专利公开了一种近红外脑功能成像分析仪，包括：数据采集分析器，以及设置在所述数据采集分析器上方的操作台；底座，其设置在所述数据采集分析器的底部，所述底座上表面的两侧均安装有挡板；支架，其设置在所述操作台的上表面，所述支架的底部安装有限位板，且限位板与操作台的上表面固定连接；传输线，其设置在所述数据采集分析器的上表面，且与所述数据采集分析器的上表面固定连接，所述传输线的一侧设置有头罩；连接板，且设置在所述底座的底部，所述连接板的底部安装有万向轮，且万向轮设置有四个。其实现了采集过程中无需严格限制被试的动作，可以识别和纠正运动伪影，从而有效的避免了不适用于以婴幼儿、老年人以及特殊人群为对象的脑功能成像研究的问题。该专利即采用传统的显示器来显示脑区激活情况，直观性较差。
[0006]因此，亟需提出一种基于个体头模的数据3D可视化显示方法来解决上述问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种基于个体头模的数据3D可视化显示方法。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0009]一种基于个体头模的数据3D可视化显示方法，包括以下步骤：
[0010]S1，创建受测者的3D头部模型；
[0011]S2，将检测帽上的检测部位与3D头部模型上的对应位置进行坐标匹配；
[0012]S3，对受测者施加不同的任务刺激，通过检测帽采集受测者在不同任务刺激下的血氧数据，并将采集到的数据实时渲染到所述3D头部模型上进行显示。
[0013]可选地，步骤S1中，采用MRI核磁扫描文件生成受测者的3D头部模型，步骤如下：
[0014]蒙版创建；
[0015]图像分割；
[0016]创建3D对象；
[0017]光滑模型；
[0018]矩阵校准；
[0019]导出模型；
[0020]导出的模型文件基于MNI坐标系，且3D头部模型的几何中心位于MNI坐标系的原点。
[0021]可选地，步骤S1中，还可采用3D扫描设备生成受测者的3D头部模型，步骤如下：
[0022]通过移动3D扫描设备，从多个角度采集受测者头部的3D点云数据；
[0023]将采集到的3D点云数据进行三角形剖分，生成闭合的3D头部模型；
[0024]导出3D头部模型。
[0025]具体地，采用3D扫描设备导出3D头部模型后，还要在MNI坐标系下对3D头部模型进行校准，步骤如下：
[0026]在MNI头部模型和3D头部模型上确定多个基准点；
[0027]分别计算MNI头部模型和3D头部模型基于所述多个基准点的矩阵数据；
[0028]以MNI头部模型为基准，将3D头部模型的矩阵数据进行仿射变换，将3D头部模型上的所有点换算到MNI矩阵空间，得到的3D头部模型为基于MNI坐标系的头模，且头模的几何中心位于MNI坐标系的原点。
[0029]进一步地，所述多个基准点包括左耳、右耳、眉心和顶叶。
[0030]具体地，步骤S2中，获取检测帽上通道和探头的坐标信息；根据检测帽与受测者头部的位置关系将检测帽上通道和探头的坐标信息映射到3D头部模型上。
[0031]进一步地，步骤S3中，将检测帽采集到的血氧数据按照所述通道和探头的坐标信息，实时渲染到所述3D头部模型上进行显示。
[0032]进一步地，步骤S3中，将采集到的数据实时渲染到所述3D头部模型上进行显示的方法为：
[0033]S301，设置颜色标尺，将所述颜色标尺等分为n段；
[0034]S302，根据采集数据的最大值和最小值，将采集的数据按照从小到大的顺序划分为n个区间，每个数据区间对应一个颜色标尺的分段；
[0035]S303，根据颜色标尺分段和数据区间的对应关系，将采集到的数据转换成相应的颜色块；
[0036]S304，根据数据的通道号对应的脑区位置信息，将颜色块渲染到3D头部模型的对应位置上。
[0037]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过创建受测者的3D头部模型，并将检测帽采集到的受测者在不同任务刺激下的血氧数据实时渲染到所述3D头部模型上进行显示，可以动态展示受测者的脑区激活情况，便于更加直观地了解受测者在不同任务刺
激下的血氧数据。且本专利技术中的3D头部模型是基于受测者的头部来创建的，其外部轮廓更加匹配受测者真实的头部轮廓，大大提高了脑区激活情况展示的真实度。
附图说明
[0038]图1为本专利技术一种基于个体头模的数据3D可视化显示方法的流程示意图。
[0039]图2为本专利技术实施例中将采集到的数据实时渲染到所述3D头部模型上进行显示的方法流程示意图。
具体实施方式
[0040]下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0041]实施例1
[0042]如图1所示，本实施例提供了一种基于个体头模的数据3D可视化显示方法，包括以下步骤：
[0043]S1，创建受测者的3D头部模型；
[0044]S2，将检测帽上的检测部位与3D头部模型上的对应位置进行坐标匹配；
[0045]S3，对受测者施加不同的任务刺激，通过检测帽采集受测者在不同任务刺激下的血氧数据，并将采集到的数据实时渲染到所述3D头部模型上进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于个体头模的数据3D可视化显示方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，创建受测者的3D头部模型；S2，将检测帽上的检测部位与3D头部模型上的对应位置进行坐标匹配；S3，对受测者施加不同的任务刺激，通过检测帽采集受测者在不同任务刺激下的血氧数据，并将采集到的数据实时渲染到所述3D头部模型上进行显示。2.根据权利要求1所述的一种基于个体头模的数据3D可视化显示方法，其特征在于，步骤S1中，采用MRI核磁扫描文件生成受测者的3D头部模型，步骤如下：蒙版创建；图像分割；创建3D对象；光滑模型；矩阵校准；导出模型；导出的模型文件基于MNI坐标系，且3D头部模型的几何中心位于MNI坐标系的原点。3.根据权利要求1所述的一种基于个体头模的数据3D可视化显示方法，其特征在于，步骤S1中，采用3D扫描设备生成受测者的3D头部模型，步骤如下：通过移动3D扫描设备，从多个角度采集受测者头部的3D点云数据；将采集到的3D点云数据进行三角形剖分，生成闭合的3D头部模型；导出3D头部模型。4.根据权利要求3所述的一种基于个体头模的数据3D可视化显示方法，其特征在于，导出3D头部模型后，还要在MNI坐标系下对3D头部模型进行校准，步骤如下：在MNI头部模型和3D头部模型上确定多个基准点；分别计算MNI头部模型和3D头部模型基于所述多个基准点的矩阵数据；以MNI头部模型为基准，将3D头部模...

【专利技术属性】
技术研发人员：万民，陈志文，尧利书，蔡宇宵，孙聪，
申请(专利权)人：武汉资联虹康科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：