基于磁共振影像的嗅球提取方法及應(yīng)用研究.pdf

1、嗅覺在人的日常生活中有著至關(guān)重要的影響，而解剖學(xué)研究證實(shí)嗅球在嗅覺的傳輸和形成中起到了類似中轉(zhuǎn)站的作用，大量研究和臨床實(shí)驗(yàn)證明，嗅球的容積很大程度上可以反映嗅覺的靈敏度。而最近的研究數(shù)據(jù)顯示，嗅覺的異常或缺失可能與大腦顳葉區(qū)或海馬等神經(jīng)結(jié)構(gòu)的病變有著一定聯(lián)系，并可能作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病，如阿茲海默癥，帕金森綜合癥和精神分裂癥等的早期癥狀出現(xiàn)，而顱腦外傷和Kallmann綜合癥等引起的嗅覺損傷也有可能在嗅球體積的減小或嗅溝的缺失上有所反映

2、。因此，嗅球容積的測量對這些神經(jīng)系統(tǒng)疾病的預(yù)測和檢查有著突出的價(jià)值。
　　由于嗅球及嗅束的位置較深，現(xiàn)有的臨床檢查技術(shù)無法活體檢測到，隨著磁共振（MRI)技術(shù)的發(fā)展與臨床應(yīng)用，尤其是高分辨率磁共振成像為嗅球體積測量提供了較理想的檢查方法。通過設(shè)計(jì)不同的成像序列，并結(jié)合生理學(xué)上的特點(diǎn)如擴(kuò)散、流動等，MR影像可以有效突出病變組織并使之與正常組織區(qū)分開，對腦部和軟組織成像尤其優(yōu)于其他成像設(shè)備。
　　醫(yī)學(xué)影像分割作為一種輔助醫(yī)療手段

3、，是對腦部組織結(jié)構(gòu)在三維空間進(jìn)行體積和位置標(biāo)定，構(gòu)建解剖學(xué)結(jié)構(gòu)圖譜和手術(shù)導(dǎo)航和可視化研究的基礎(chǔ)，對于腦中異常組織定位、腦解剖結(jié)構(gòu)分析等具有重要意義和臨床應(yīng)用價(jià)值。醫(yī)學(xué)影像分割具有模糊性，多模態(tài)性，不確定性和局部體效應(yīng)等特點(diǎn)，因此分割算法復(fù)雜多樣，對結(jié)果精確度的要求高，基于模型的分割算法在這里更加實(shí)用，如近年來發(fā)展迅速的活動輪廓模型就是一個(gè)很好的研究方向。本文詳細(xì)研究了Snake模型，和后來加入水平集方法，融合區(qū)域信息的Chan-Vese

4、模型的原理，尤其是在物理和數(shù)學(xué)上的意義，并結(jié)合種子點(diǎn)方法在Chan-Vese模型的分割結(jié)果的基礎(chǔ)上，成功實(shí)現(xiàn)了半自動提取嗅球并計(jì)算其容積的方法。
　　本項(xiàng)目來源于國家自然科學(xué)基金和863項(xiàng)目對中國人數(shù)字腦結(jié)構(gòu)模型的研究，得到了北京宣武醫(yī)院臨床醫(yī)生的大力支持，提供了大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對本算法提取嗅球的精確性做了驗(yàn)證。本文對21組健康志愿者進(jìn)行嗅球提取，并對其容積做了統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，證明整體分割較為準(zhǔn)確，接近正常成人嗅球的真實(shí)容積，可以作為