基于標(biāo)準(zhǔn)化圖譜的數(shù)字化三維人腦圖譜研究.pdf

1、數(shù)字化三維人腦圖譜是神經(jīng)解剖學(xué)中一種直觀方便的學(xué)習(xí)工具,可以為神經(jīng)外科手術(shù)提供有價值的參考信息.由于紙上圖譜已經(jīng)不能滿足實際需要,三維數(shù)字化人腦圖譜的研究正受到各國科學(xué)家的重視.要實現(xiàn)數(shù)字化腦圖譜,需要準(zhǔn)確地分割、提取出圖像中的各個腦結(jié)構(gòu),并加以三維可視化,而很多腦結(jié)構(gòu)純粹基于圖像內(nèi)容是不可能完全準(zhǔn)確地分割出來的.本課題的目的,就是要建立一個實驗平臺,借助標(biāo)準(zhǔn)化圖譜所包含的解剖知識和拓?fù)湫畔?對任意個體的腦部MR序列圖像,研究對其腦深部

2、結(jié)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)注、分割、提取和可視化的基本方法.課題選用目前為神經(jīng)科學(xué)家所廣泛接受的Talairach-Tournoux圖譜作為標(biāo)準(zhǔn)化圖譜.借助基本的解剖知識,我們將圖譜和圖像轉(zhuǎn)換到同一坐標(biāo)空間中,并根據(jù)Talairach坐標(biāo)系統(tǒng)對腦的空間劃分以及由MR圖像得到的空間信息,完成分段仿射變換.經(jīng)過比較,我們選取薄板樣條的方法(Thin-plate Splines,TPS)來對圖像和圖譜進(jìn)行非線性配準(zhǔn).以胼胝體和丘腦為例,進(jìn)行薄板樣條變換以后,

3、得到了較好的匹配結(jié)果.對結(jié)果的分析,表明該方法快速有效,并且具有一定的穩(wěn)健性.我們還提出了一種半自動獲取標(biāo)記點的新方法,實踐證明可以有效地簡化薄板樣條方法中標(biāo)記點的獲取過程,具有可行性.通過配準(zhǔn)實現(xiàn)對感興趣結(jié)構(gòu)的標(biāo)注和分割后,我們用兩種不同的形狀插值算法對胼胝體和丘腦的分割結(jié)果進(jìn)行了插值.實踐表明基于距離變換和基于形態(tài)學(xué)的插值算法都可以得到合理的結(jié)果,但是基于距離變換的形狀插值算法操作起來更方便.對獲得的胼胝體和丘腦體數(shù)據(jù),我們分別用M