基于腦MR圖像中像素特征學(xué)習(xí)的Aβ沉積信息檢測(cè)算法.pdf

1、阿爾茨海默病（Alzheimer’s disease, AD），又稱老年癡呆，是發(fā)生于老年和老年前期的一種神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病，影響著全球超5000萬(wàn)人的健康和幸福。β淀粉樣蛋白（Amyloidβ-protein, Aβ）沉積在AD發(fā)病機(jī)制中起關(guān)鍵作用，也是重要的防治靶點(diǎn)，因此在腦中及早發(fā)現(xiàn)Aβ的沉積是早期診斷AD的關(guān)鍵。
　　磁共振成像（magnetic resonance image, MRI）技術(shù)是理想成像方式，不僅能精確定量

2、地反映腦中不同組織在結(jié)構(gòu)和功能上的變化，而且可表征代謝物濃度。MRI具有無(wú)創(chuàng)、無(wú)輻射、無(wú)需對(duì)比劑和時(shí)間空間分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于AD早期診斷。但是，目前針對(duì)腦MR圖像中Aβ沉積信息檢測(cè)的公開(kāi)研究卻極為缺乏。
　　針對(duì)此問(wèn)題，本文研究并提出了像素特征學(xué)習(xí)方法，構(gòu)造小鼠腦MR中Aβ沉積信息的檢測(cè)算法，奠定相關(guān)理論基礎(chǔ)和方法依據(jù)。本文的主要研究工作如下：
　?、偻瓿闪四X圖像采集和預(yù)處理工作：采集 APP雙重轉(zhuǎn)基因小鼠(AD)

3、和對(duì)照組小鼠(contral, CTL)的腦部T2加權(quán)結(jié)構(gòu)像；制作小鼠腦組織切片，形成腦組織切片圖像；將其與小鼠腦MR圖像進(jìn)行匹配，形成圖像對(duì)。
　?、谘芯坎⑻岢隽嘶谀X組織MR圖像中像素特征選擇的Aβ沉積信息檢測(cè)算法：首先分割腦 MR圖像中腦組織，按行提取腦組織中的像素值形成像素特征向量；接著采用多種特征學(xué)習(xí)分類算法對(duì)像素特征實(shí)現(xiàn)特征優(yōu)選，并重復(fù)操作獲得多個(gè)最優(yōu)特征子集，根據(jù)投票機(jī)制得到最終最優(yōu)特征向量；最后利用彈性映射方法，將

4、最優(yōu)像素特征向量映射到腦MR圖像中對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)，從而顯示出Aβ沉積的分布。
　　③研究并提出了基于腦組織MR圖像中像素特征分組的Aβ沉積信息檢測(cè)算法：首先分割腦 MR圖像中腦組織，按行提取腦組織中的像素值形成像素特征向量；接著設(shè)計(jì)特征分組算法對(duì)像素特征進(jìn)行分組，基于各特征組分別訓(xùn)練分類模型，根據(jù)模型輸出的分類準(zhǔn)確率確定最優(yōu)特征組；然后利用彈性映射方法，將最優(yōu)像素特征向量映射到腦組織MR圖像中對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)，從而顯示出Aβ沉積的分布。