基于偏張量特性改進過的DTI技術(shù).pdf

1、腦部纖維成像可以顯示腦白質(zhì)的發(fā)育情況、腦瘤與纖維束的關(guān)系等，作為臨床研究和應(yīng)用的重要依據(jù)，研究者對腦纖維重建有著極大興趣。其中擴散張量成像（Diffusion Tensor Imaging，簡稱DTI）是目前唯一能夠?qū)崿F(xiàn)活體腦纖維顯示的技術(shù)，但對于交叉處纖維，DTI并不能顯示纖維的各自走向，現(xiàn)有方法中絕大部分均因掃描時間過長而不適用于臨床。為解決此問題，本文基于偏張量多極表示理論對DTI技術(shù)進行了改進，主要工作內(nèi)容如下：
　　（1

2、）闡述了DTI原理，用自編Maple程序求出二階張量的主方向即找出基于DTI方法的纖維走向?；趲追N常用DTI方法用DTI Studio軟件對腦部結(jié)構(gòu)進行了可視化研究；
　?。?）首先通過說明解決纖維交叉的重要性，介紹了目前常用顯示交叉纖維成像的兩種方法：四階張量成像和高階張量成像，并研究了兩種成像方法對交叉纖維角度的分辨率。其次基于鄒文楠教授提出的偏張量多極表示方法，用Tecplot軟件顯示了十階內(nèi)偏張量的0階和p階極圖，根據(jù)p

3、階極圖可以很好的顯示偏張量多極矢量方向，將極矢量方向應(yīng)用于顯示腦纖維的走向。鑒于獲取高階張量數(shù)據(jù)所需掃描時間長而不適用于臨床應(yīng)用，通過自編Maple程序僅對二階擴散張量求解對應(yīng)的極矢量，即得到交叉纖維的走向。根據(jù)自編Maple程序得到的極矢量，應(yīng)用Matlab軟件分別對90°、60°、45°、30°和15°交叉纖維以及單根纖維的模擬數(shù)據(jù)進行成像，可以清晰準(zhǔn)確地顯示不同夾角纖維的各自走向；
　?。?）用C語言在VC++環(huán)境下編程讀取

4、了DICOM（ Digital Imaging and Communications in Medicine）掃描文件，經(jīng)Matlab軟件用多元線性回歸法構(gòu)建二階擴散張量。經(jīng)過研究DTI算法與本文改進的DTI算法，表明改進DTI方法的適用性。最后分別用DTI技術(shù)和本文方法對某一實際患者腦白質(zhì)中的扣帶溝、胼胝體膝和島葉區(qū)進行了成像，通過成像質(zhì)量對比可以明顯看出本文方法的優(yōu)勢。
　　本文提出的方法不僅可以很好地顯示任意角度交叉纖維的各