一种生物组织材料属性特征计算和分析方法技术

本发明专利技术提供一种生物组织材料属性特征计算和分析方法，包括以下步骤：S1、弥散张量图像预处理；S2、计算感兴趣区域弥散张量；S3、弥散张量转换为渗透张量，对弥散特征及各体素弥散张量进行转换，获取扫描组织的渗透特征和渗透系数。本发明专利技术提出的方法建立了从弥散张量图像中获取各体素二阶渗透张量及常用渗透特征参数的方法，实现生物组织的材料渗透性质量化，适用于多部位弥散影像特征计算，普适性强，可拓展弥散张量成像应用领域，摆脱现有软件局限于神经纤维追踪的功能限制。于神经纤维追踪的功能限制。于神经纤维追踪的功能限制。

【技术实现步骤摘要】
一种生物组织材料属性特征计算和分析方法


[0001]本专利技术属于材料渗透性
，具体涉及一种生物组织材料属性特征计算和分析方法。

技术介绍

[0002]渗透性是材料不损坏介质构造情况下使流体通过的能力，是材料的基本属性。渗透系数是描述渗透性的重要参数，可反映流体在不同方向上通过介质的难易程度。水是人体体液的主要成分，也是人体内含量最多的物质，因此渗透现象在人体多个器官内普遍存在，比如脑白质、心肌、肝脏、肠道等。弥散张量成像(Diffusion tensor imaging,DTI)是一种特殊的磁共振成像(MRI)技术，基本原理是追踪体内自由水分子的布朗运动，通过在多个方向施加弥散敏感梯度，得到每个体素的弥散系数，从而测量水分子弥散的程度和方向性，弥散系数是表征弥散现象强弱的指标(弥散系数为二阶张量，为方便后续技术方案的说明，简称为弥散张量D)。DTI是目前唯一能有效观察和追踪脑白质纤维束的非侵入性检查方法，广泛用于脑发育和认知功能研究、脑部病理变化检查及手术评估。
[0003]目前DTI的应用集中在脑部神经学相关疾病，图像后处理局本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物组织材料属性特征计算和分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、弥散张量图像预处理磁共振设备扫描获取原始数据格式转化为NIFTI格式，并提取各方向弥散梯度和弥散敏感系数，将弥散梯度重排并添加方向编号后储存；S2、计算感兴趣区域弥散张量绘制感兴趣区域并创建掩模；施加不同方向弥散梯度脉冲后的图像信号强度与施加弥散梯度脉冲前的信号强度、弥散敏感系数、各方向施加的弥散梯度和弥散张量有关，除去本模块需要计算的弥散张量与扫描组织的属性有关外，其他数据均从图像中获取，根据该关系计算弥散张量；通过求解不同方向弥散率的方程组，获得该位置二阶弥散张量矩阵；遍历感兴趣区域内各体素即获得各个体素弥散张量；S3、弥散张量转换为渗透张量首先根据弥散张量计算部分特征参数用以代替弥散张量表征弥散特征，包括弥散张量的特征值、主特征值所对应的特征向量、径向弥散率和轴向弥散率；将上述弥散特征转化为渗透特征；其中径向弥散率对应扫描组织的横向渗透率，轴向弥散率对应扫描组织的纵向渗透率；渗透系数作为材料的基本属性，在各向异性材料中使用渗透张量来表示；根据转换关系，对弥散特征及各体素弥散张量进行转换，获取扫描组织的渗透特征和渗透系数。2.根据权利要求1一种生物组织材料属性特征计算和分析方法，其特征在于，S2中，施加不同方向弥散梯度脉冲后的图像信号强度S
i
与施加弥散梯度脉冲前的图像信号强度S0、弥散敏感系数b、施加的弥散梯度场g
i
＝[x
i y
i
]和弥散张量D相关；弥散张量是3
×
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈端端，李泽燕，苏星宇，石悦，仰若水，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：