一种基于核磁共振成像的汉语语言定位方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于核磁共振成像的汉语语言定位方法及系统，属于基于核磁共振成像的汉语语言定位技术领域，解决现有基于核磁共振成像的定位方法无法适用于在汉语语言的刺激下的定位，从而造成定位效果差的问题

【技术实现步骤摘要】
一种基于核磁共振成像的汉语语言定位方法及系统


[0001]一种基于核磁共振成像的汉语语言定位方法及系统，用于脑部受刺激有反应的区域的定位，属于基于核磁共振成像的汉语语言定位

。

技术介绍

[0002]不同于西方字母符号，汉字是一种表意性质的音节文字，大多是象形字，有复杂的空间二维构形，其神经加工机制也与英语等西方语言有很大的差别
。
汉语的语法通过词序和虚词表达表达
,
字词和句子的结构没有太大变化
,
更注重语义和语境的联系
,
在不同的语境和文化背景下所表达的语义可能完全不同
。
故有认为不同语言特点以及文化和教育背景的差异可能会导致大脑语言加工机制和神经网络的不尽相同
,
经典的西方语言模型并不适用于汉语言在大脑功能区的定位和定量方案
。
[0003]因此，现有技术存在如下技术问题：
[0004]现有基于核磁共振成像的定位方法无法适用于在汉语语言的刺激下的定位，从而造成定位效果差的问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于核磁共振成像的汉语语言定位方法及系统，解决现有基于核磁共振成像的定位方法无法适用于在汉语语言的刺激下的定位，从而造成定位效果差的问题
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]一种基于核磁共振成像的汉语语言定位方法，包括如下步骤：
[0008]步骤1：编排汉语语言刺激任务；
[0009]步骤2：基于编排的汉语语言刺激任务对被刺激对象进行刺激，并在刺激过程中，通过梯度回波
EPI
序列采集脑部的刺激信号，即得到多张功能图像；
[0010]步骤3：对采集的功能图像进行预处理和统计参数分析，得到受刺激有反应的区域的定位
。
[0011]进一步，所述步骤1采用
E
‑
pr ime
软件来编排出刺激与静息交替的组块设计作为汉语语言刺激任务
。
[0012]进一步，所述汉语语言刺激任务为语音命名
、
图片命名
、
自由联想和分类命名中的一种或多种；
[0013]语音命名共有5个组块，每个组块有3个任务，依次包括1个
30
秒的汉语语言刺激任务和2个控制任务
,
刺激任务是指汉语语言播放时，被刺激对象将听到的具有语义描述内容进行命名，第一个控制任务包括
15
秒的干扰声，被刺激对象听到的无语义描述内容时说出指定内容，第二个控制任务包括
15
秒的空白声，被刺激对象未听到声音时休息；
[0014]图片命名共有5个组块，每个组块依次包括
30
秒的图片任务
、15
秒的干扰图片任务
、15
秒的干扰面部图像任务和
15
秒的休息任务，图片任务是指播放图片时，被刺激对象将
看到的图片内容进行定义，干扰图片任务是指播放干扰图片时，被刺激对象看到干扰图片时说出指定内容，干扰面部图像任务是指播放干扰面部图片时，被刺激对象看到干扰面部图片说出指定内容，休息任务是指播放休息信息时，被刺激对象休息；
[0015]自由联想共有5个组块，每个组块依次包括1个
30
秒的图片关联任务
、1
个
15
秒的重复任务和1个
15
秒的休息任务，图片关联任务是指播放图片时，被刺激对象将看到的图片内容进行前后有关联事物描述，重复任务是指播放汉语文字时，被刺激对象重复读出对应内容，休息任务是指播放休息信息时，被刺激对象休息；
[0016]分类命名其有5个组块，每个组块依次包括
30
秒的分类图片任务，
15
秒的重复任务
、15
秒的休息任务，分类图片任务是指播放图片时，被刺激对象将看到的分类图片内容列举出该分类的物品
。
[0017]进一步，所述步骤3的具体步骤如下：
[0018]1).
头动校正：采用三维
s inc
内插算法将所有功能图像与第一帧获取的功能图像进行配准，校正头部运动，生成校正后的功能图像，其中，功能图像为采用语音命名
、
图片命名
、
自由联想或分类命名任务刺激被刺激对象后，通过梯度回波
EPI
序列采集的被刺激对象的脑部的刺激信号；
[0019]2).
脑标准化：以
MNI
标准脑为参照，基于非刚体变换对各校正后的功能图像进行标准化处理，标准处理后，对时间序列内的图像的各刺激区域求平均，即得到被刺激对象的脑部的平均功能图像，标准化处理是指以标准脑为模板对校正后的各功能图像进行各刺激区域的位置标准化处理；
[0020]3).
功能图像的空间平滑
:
以半高全宽为
6mm
的高斯函数对平均功能图像进行平滑处理；
[0021]4).
定位处理：采用线性模型对平滑处理后的各功能图像的时间序列进行不同任务刺激下脑正激活与副激活数的估计，即采用
SPM
内置
2nd
‑
leve l
单样本
t
检验方法对不同刺激区域
、
不同任务中的各组块进行分析，得到语言刺激任务下各刺激区域的峰值
MNI
坐标
、
最大刺激区域解剖位置
、
体素点的数量大小或峰值强度中的一种，并根据得到的结果获取语言任务激活范围的体素来判定该刺激区域激活与否，激活水平均定义为：语言任务激活范围
≥10
个体素，少于
10
个像素的激活团簇认定为伪激活从而被排除，否则，认定刺激区域被激活，即得到受刺激有反应的区域的定位，其中，不同任务是指语音命名
、
图片命名
、
自由联想和分类命名
。
[0022]一种基于核磁共振成像的汉语语言定位系统，包括，
[0023]编排模块：编排汉语语言刺激任务；
[0024]采集模块：基于编排的汉语语言刺激任务对被刺激对象进行刺激，并在刺激过程中，通过梯度回波
EPI
序列采集脑部的刺激信号，即得到多张功能图像；
[0025]定位模块：对采集的功能图像进行预处理和统计参数分析，得到受刺激有反应的区域的定位
。
[0026]进一步，所述编排模块采用
E
‑
pr ime
软件来编排出刺激与静息交替的组块设计作为汉语语言刺激任务
。
[0027]进一步，所述汉语语言刺激任务为语音命名
、
图片命名
、...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于核磁共振成像的汉语语言定位方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：编排汉语语言刺激任务；步骤2：基于编排的汉语语言刺激任务对被刺激对象进行刺激，并在刺激过程中，通过梯度回波
EPI
序列采集脑部的刺激信号，即得到多张功能图像；步骤3：对采集的功能图像进行预处理和统计参数分析，得到受刺激有反应的区域的定位
。2.
根据权利要求1所述的一种基于核磁共振成像的汉语语言定位方法，其特征在于：所述步骤1采用
E
‑
prime
软件来编排出刺激与静息交替的组块设计作为汉语语言刺激任务
。3.
根据权利要求2所述的一种基于核磁共振成像的汉语语言定位方法，其特征在于：所述汉语语言刺激任务为语音命名
、
图片命名
、
自由联想和分类命名中的一种或多种；语音命名共有5个组块，每个组块有3个任务，依次包括1个
30
秒的汉语语言刺激任务和2个控制任务
,
刺激任务是指汉语语言播放时，被刺激对象将听到的具有语义描述内容进行命名，第一个控制任务包括
15
秒的干扰声，被刺激对象听到的无语义描述内容时说出指定内容，第二个控制任务包括
15
秒的空白声，被刺激对象未听到声音时休息；图片命名共有5个组块，每个组块依次包括
30
秒的图片任务
、15
秒的干扰图片任务
、15
秒的干扰面部图像任务和
15
秒的休息任务，图片任务是指播放图片时，被刺激对象将看到的图片内容进行定义，干扰图片任务是指播放干扰图片时，被刺激对象看到干扰图片时说出指定内容，干扰面部图像任务是指播放干扰面部图片时，被刺激对象看到干扰面部图片说出指定内容，休息任务是指播放休息信息时，被刺激对象休息；自由联想共有5个组块，每个组块依次包括1个
30
秒的图片关联任务
、1
个
15
秒的重复任务和1个
15
秒的休息任务，图片关联任务是指播放图片时，被刺激对象将看到的图片内容进行前后有关联事物描述，重复任务是指播放汉语文字时，被刺激对象重复读出对应内容，休息任务是指播放休息信息时，被刺激对象休息；分类命名其有5个组块，每个组块依次包括
30
秒的分类图片任务，
15
秒的重复任务
、15
秒的休息任务，分类图片任务是指播放图片时，被刺激对象将看到的分类图片内容列举出该分类的物品
。4.
根据权利要求1‑3任意一项所述的一种基于核磁共振成像的汉语语言定位方法，其特征在于：所述步骤3的具体步骤如下：
1).
头动校正：采用三维
sinc
内插算法将所有功能图像与第一帧获取的功能图像进行配准，校正头部运动，生成校正后的功能图像，其中，功能图像为采用语音命名
、
图片命名
、
自由联想或分类命名任务刺激被刺激对象后，通过梯度回波
EPI
序列采集的被刺激对象的脑部的刺激信号；
2).
脑标准化：以
MNI
标准脑为参照，基于非刚体变换对各校正后的功能图像进行标准化处理，标准处理后，对时间序列内的图像的各刺激区域求平均，即得到被刺激对象的脑部的平均功能图像，标准化处理是指以标准脑为模板对校正后的各功能图像进行各刺激区域的位置标准化处理；
3).
功能图像的空间平滑
:
以半高全宽为
6mm
的高斯函数对平均功能图像进行平滑处理；
4).
定位处理：采用线性模型对平滑处理后的各功能图像的时间序列进行不同任务刺
激下脑正激活与副激活数的估计，即采用
SPM
内置
2nd
‑
level
单样本
t
检验方法对不同刺激区域
、
不同任务中的各组块进行分析，得到语言刺激任务下各刺激区域的峰值
MNI
坐标
、
最大刺激区域解剖位置
、
体素点的数量大小或峰值强度中的一种，并根据得到的结果获取语言任务激活范围的体素来判定该刺激区域激活与否，激活水平均定义为：语言任务激活范围
≥10
个体素，少于
10
个像素的激活团簇认定为伪激活从而被排除，否则，认定刺激区域被激活，即得到受刺激有反应的区域的定位，其中，不同任务是指语音命名
、
图片命名
、
自由联想和分类命名
。5.<...

【专利技术属性】
技术研发人员：何次，
申请(专利权)人：广州医科大学，
类型：发明
国别省市：