靜息態(tài)fMRI的圖像處理與應用研究.pdf

1、中圖分類號! P 3 窆!U D C 魚2 1碩士學位論文學校代碼! Q §3 三密級 公玨靜息態(tài)f M R I 的圖像處理與應用研究S t u d y o n i m a g e p r o c e s s i n g a n d a p p l i c a t i o n so f r e s t i n gs t a t e f M R I作者姓名：學科專業(yè)： 研究方向：學院( 系、所) ：指導教師：趙雯典生物醫(yī)學工程醫(yī)

2、學圖像處理地球科學與信息物理學院鄧振生教授論文答辯日期二盟出苫 答辯委員會主鹿搬中 南 大 學二。一三年五月靜息態(tài)f M R I 的圖像處理與應用研究摘要：功能磁共振成像是一種安全、無創(chuàng)的大腦研究工具。靜息態(tài)f M R I 因其簡單的實驗設計、簡單的操作以及無需受試者完成特定任務即能觀測受試者腦的自發(fā)活動，使之非常適合用于研究臨床疾病，特別是神經(jīng)性疾病。論文以S C A ．3 與S P G ．4 這兩種臨床癥狀相似的遺傳性神經(jīng)性疾病為研

3、究對象，旨在利用靜息態(tài)f M R I 研究這兩種疾病對大腦功能的影響，從而為這兩種疾病的神經(jīng)功能學研究提供線索。論文首先對靜息態(tài)f M R l 分析中的預處理部分進行研究，包括結(jié)構(gòu)像的自動分割和生理噪聲去除。論文首先對靜息態(tài)f M R l 分析中的預處理部分進行研究，包括結(jié)構(gòu)像的自動分割和生理噪聲去除。針對結(jié)構(gòu)像分割時容易出現(xiàn)的邊緣定位模糊以及分割結(jié)果受噪聲影響問題，提出了一種新的自動分割方法。通過對模擬圖像與真實圖像不同層切面的分割實

4、驗證明：相對于傳統(tǒng)模糊水平集方法和小波包方法，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)更加準確的分割。論文在分析了心跳和呼吸所引起的生理噪聲對于靜息態(tài)f M R I 研究結(jié)果影響的基礎上，使用回溯圖像校正方法以建立生理噪聲模型，并且進行仿真實驗，實驗結(jié)果表明該方法能夠有效地減少生理噪聲對原信號的影響。然后，論文采集了S C A ．3 和S P G ．4 兩種疾病患者以及正常健康人群在靜息態(tài)下的腦f M R I 數(shù)據(jù)，并且使用局部一致性方法和低頻振幅方法對O ．0

5、 1 ～0 ．0 8 H z 頻率段的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。統(tǒng)計結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與正常人相比，兩種疾病患者大腦的低頻振幅以及局部一致性均存在比較顯著的異常：例如左腦島、左枕中回等腦區(qū)；而左海馬、左后扣帶回等腦區(qū)在兩種疾病之間存在顯著的差異。同時，R e H o 方法與A L F F 方法所得的統(tǒng)計結(jié)果在如右小腦、左豆狀殼核等腦區(qū)也表現(xiàn)出一致性，提示了存在差異的重要腦區(qū)。不僅如此，分析結(jié)果中異常腦區(qū)的廣泛分布也提示出這兩種疾病的神經(jīng)生理機制很可能是