【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于医学成像，涉及一种基于t1w/t2w图谱的皮层髓磷脂定量化指标提取方法及相关装置。
技术介绍
1、非侵入性地绘制人类皮层区域的布局是神经科学的一个持续挑战。髓磷脂是包裹神经元轴突的富含脂质的组织。由于它在加速神经信号传导和促进同步化方面的作用，它是人类大脑的一个重要组成部分。髓磷脂的厚度与轴突直径成正比，轴突直径在发育和衰老过程中发生变化。髓磷脂异常是多种发育性脑病和神经退行性疾病的核心，在正常的衰老过程中，脱髓鞘导致的髓磷脂降低也被认为是通过干扰神经元回路的同步性和降低处理速度而导致认知能力下降的基础，通过参与皮层抑制性神经元活动，该过程对调节神经可塑性尤为重要。虽然大多数人脑内髓磷脂的研究集中在白质上，但灰质内髓磷脂在整个发育和衰老过程中的重要性越来越被认识到。
2、有研究指出基于t1加权(t1 weighted，t1w)和t2加权(t2 weighted，t2w)mri显示的髓磷脂含量的皮层图谱的新方法。通过组织学评估的皮层髓磷脂含量与t1w图像之间有很强的相关性，t2w图像也被证明与皮层髓磷脂含量呈负相关，因为它既增强了髓磷脂对比，利用t1w/t2w图像强度的比值既可以消除磁共振成像过程中相关的图像强度偏差，又可以增强髓磷脂的对比度。目前，t1w/t2w定量化分析技术可能是支持大脑髓鞘非侵入性定位的有效工具。因此，该技术可能在大脑发育、衰老和疾病的研究中找到重要的应用价值。
3、尽管近年来提出了包括：磁化转移(magnetization transfer，mt)成像、髓鞘水分数(my
4、在阶段临床影像学诊断中，通常使用t1w，t2w以及flair(液体衰减反转恢复，fluid attenuated inversion recovery)等mri序列或结合ct来进行髓鞘病变的影像学诊断；这种依靠多成像序列或模态的影像学诊断往往通过专家对影像数据进行裸眼观察，这种方法对观察专家的水平依赖性强，所获结果的主观性强，消耗时间长且效率较低，且得到的是定性结论，无法将差异性定量化体现。
5、现有的基于髓磷脂定量化指标分析的技术包括：基于皮层表面的髓磷脂定量化分析技术以及基于体素的髓磷脂定量化分析。在基于皮层表面的髓磷脂定量化分析中，需要将每个受试者的数据映射到皮层表面，并使用基于表面的配准在个体之间进行对齐。组平均髓磷脂图谱提供了一个可观察到的独立测量髓磷脂含量在表面的急剧转变的空间梯度，即假定的皮层区域边界，最终形成了以皮层顶点为单位的髓磷脂图谱。而在基于体素的髓磷脂定量化分析中，通过体素级计算并完成聚类，最终得到图像信号中有显著性差异的区域。该方法需要设置的最小聚类团块等限制参数，而这些参数的设置主观性较强，且容易过滤掉微小区域的病变。
6、上述两种技术由于均需要在体素级别进行空间变换或聚类计算，且数据处理流程复杂且计算量大耗时较长，操作难度较大，软件运行环境配准不便，因此大多被使用于科研驱动任务中，在临床影像学诊断中的应用受限。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决现有技术中髓磷脂定量化指标分析的数据处理流程复杂且计算量大耗时较长，操作难度较大的技术问题，提供一种基于t1w/t2w图谱的皮层髓磷脂定量化指标提取方法及相关装置。
2、为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
3、第一方面，本专利技术提供一种基于t1w/t2w图谱的皮层髓磷脂定量化指标提取方法，包括以下步骤：
4、对t1w图像和t2w图像进行预处理；
5、通过预处理后的t1w图像和t2w图像计算得到灰质区域的t1w/t2w图谱；
6、将灰质分区模板覆盖至灰质区域的t1w/t2w图谱上，提取灰质分区模板中各个分区下的髓磷脂定量化指标。
7、第二方面，本专利技术提供一种基于t1w/t2w图谱的皮层髓磷脂定量化指标提取系统，包括：
8、预处理模块，用于对t1w图像和t2w图像进行预处理；
9、图像计算模块，用于通过预处理后的t1w图像和t2w图像计算得到灰质区域的t1w/t2w图谱；
10、指标提取模块，用于将灰质分区模板覆盖至灰质区域的t1w/t2w图谱上，提取灰质分区模板中各个分区下的髓磷脂定量化指标。
11、第三方面，本专利技术提供一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述方法的步骤。
12、第四方面，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述方法的步骤。
13、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
14、本专利技术公开了一种基于t1w/t2w图谱的皮层髓磷脂定量化指标提取方法及相关装置；基于t1w/t2w图谱对髓磷脂含量表征的高相关性，提出了一种基于感兴趣区域(regionof interest，roi)的皮层髓磷脂定量化指标提取方法，它规范化了基于t1w/t2w图谱的mri数据处理流程，规范去除高分辨率t1w与t2w中可能影响后续定量化分析的信号噪声与空间因素；在基于皮层区域roi特征提取，提取到各个精细化皮层区域的髓磷脂定量化指标，可直接定位髓磷脂异常的皮层区域，量化表示髓磷脂指标异常程度，且可根据临床需求灵活替换不同的灰质分区模板；本专利技术的计算效率较高，且运行的软件环境友好，易于在临床影像学诊断中普及。
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1.一种基于T1w/T2w图谱的皮层髓磷脂定量化指标提取方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于T1w/T2w图谱的皮层髓磷脂定量化指标提取方法，其特征在于，所述对T1w图像和T2w图像进行预处理，具体包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于T1w/T2w图谱的皮层髓磷脂定量化指标提取方法，其特征在于，所述对偏置场矫正后的T1w图像和T2w图像进行强度归一化，包括：根据头部MRI扫描的图像，利用眼球和颞颊部的脑组织外体素强度值作为基准，将T1w图像和T2w图像进行强度归一化，具体公式如下：
4.根据权利要求1所述的一种基于T1w/T2w图谱的皮层髓磷脂定量化指标提取方法，其特征在于，所述通过预处理后的T1w图像和T2w图像计算得到灰质区域的T1w/T2w图谱，具体包括：
5.根据权利要求4所述的一种基于T1w/T2w图谱的皮层髓磷脂定量化指标提取方法，其特征在于，所述S203中灰质二值化掩膜的计算过程具体为：
6.根据权利要求4所述的一种基于T1w/T2w图谱的皮层髓磷脂定量化指标提取方法，其特
7.根据权利要求4所述的一种基于T1w/T2w图谱的皮层髓磷脂定量化指标提取方法，其特征在于，所述将灰质分区模板覆盖至灰质区域的T1w/T2w图谱上，提取灰质分区模板中各个分区下的髓磷脂定量化指标，具体为：
8.一种基于T1w/T2w图谱的皮层髓磷脂定量化指标提取系统，其特征在于，包括：
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于t1w/t2w图谱的皮层髓磷脂定量化指标提取方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于t1w/t2w图谱的皮层髓磷脂定量化指标提取方法，其特征在于，所述对t1w图像和t2w图像进行预处理，具体包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于t1w/t2w图谱的皮层髓磷脂定量化指标提取方法，其特征在于，所述对偏置场矫正后的t1w图像和t2w图像进行强度归一化，包括：根据头部mri扫描的图像，利用眼球和颞颊部的脑组织外体素强度值作为基准，将t1w图像和t2w图像进行强度归一化，具体公式如下：
4.根据权利要求1所述的一种基于t1w/t2w图谱的皮层髓磷脂定量化指标提取方法，其特征在于，所述通过预处理后的t1w图像和t2w图像计算得到灰质区域的t1w/t2w图谱，具体包括：
5.根据权利要求4所述的一种基于t1w/t2w图谱的皮层髓磷脂定量化指标提取方法，其特征在于，所述s203...
【专利技术属性】
技术研发人员：白丽君，张昊男，张杰，张翔，姬秋雨，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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