基于三維重建和機(jī)器學(xué)習(xí)的輕度認(rèn)知障礙輔助診斷研究.pdf

1、隨著全球老年化問題的日益嚴(yán)重,阿茲海默癥(Alzheimer’s Disease,簡(jiǎn)稱AD)患者的增多成為了一個(gè)嚴(yán)重的社會(huì)問題。核磁共振成像是研究和診斷阿茲海默癥的主要方法之一,隨著近年來計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)字圖像處理、機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的快速發(fā)展,核磁共振成像的研究?jī)r(jià)值被進(jìn)一步的發(fā)掘,這些成果對(duì)于阿茲海默癥的診斷和預(yù)防起著非常顯著的積極影響。
　　相比于CPU運(yùn)算速度在近些年來已經(jīng)到達(dá)了極限狀態(tài),GPU的運(yùn)算速度的提升非常顯著。同時(shí),隨著

2、人們對(duì)于計(jì)算機(jī)成像的真實(shí)感要求越來越高,圖形編程技術(shù)也越來越靈活。一個(gè)方向上的多個(gè)MRI圖像可以通過三維重建被還原為具有真實(shí)感的三維圖像,這將有利于診斷者得到對(duì)大腦更為直觀的觀察。本文對(duì)作者編寫的基于現(xiàn)代顯卡的Raycasting三維重建軟件進(jìn)行了介紹,詳細(xì)闡述了其中涉及到的算法和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。
　　另外,本文還介紹了Freesurfer的主要處理流程。Freesurfer是一個(gè)強(qiáng)大的腦部皮層重建軟件,它能夠通過分析核磁共振的圖像序列

3、而得到大腦皮層的較為精確的三維空間表示,從而得到各個(gè)不同區(qū)域的皮層厚度。由于阿茲海默癥和輕度認(rèn)知障礙的主要特征表現(xiàn)為腦部皮層的萎縮,最終可以反映到腦部皮層的幾何特征的變化。因此,基于此病理學(xué)的分析,可以通過皮層厚度來輔助診斷患者是否已經(jīng)患病。Freesurfer的整體處理流程非常復(fù)雜,本文介紹了其中較為復(fù)雜的活動(dòng)變形算法和白質(zhì)分割部分。
　　使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法來實(shí)現(xiàn)阿茲海默癥的自動(dòng)診斷是近年來的研究熱點(diǎn)。對(duì)于特征選取問題,本文選擇使