面向磁共振腦圖像的標(biāo)志點(diǎn)定位方法及其應(yīng)用的研究.pdf

1、腦部磁共振（Magnetic resonance，MR）圖像上標(biāo)志點(diǎn)的定位是腦部圖像分割和配準(zhǔn)、腦部圖像分析和手術(shù)計(jì)劃制定等研究中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。由于腦部MR圖像的特殊性，復(fù)雜性及標(biāo)志點(diǎn)特征的多樣性，針對(duì)不同特征的標(biāo)志點(diǎn)，往往需要具體問題具體分析，采用不同的標(biāo)志點(diǎn)定位方法。
　　本文主要針對(duì)腦部MR圖像標(biāo)志點(diǎn)的定位方法及其應(yīng)用進(jìn)行研究，其中重點(diǎn)研究了參考坐標(biāo)系相關(guān)二維標(biāo)志點(diǎn)、三維標(biāo)志點(diǎn)、個(gè)體間皮質(zhì)下核團(tuán)對(duì)應(yīng)標(biāo)志點(diǎn)集和功能立體定向神

2、經(jīng)外科手術(shù)靶點(diǎn)的定位方法。本文的主要貢獻(xiàn)總結(jié)如下：
　　Talairach參考坐標(biāo)系和B-F參考坐標(biāo)系作為腦部重要的參考坐標(biāo)系，是根據(jù)腦部正中矢狀面上的標(biāo)志點(diǎn)定義的，包括前聯(lián)合和后聯(lián)合，第四腦室后窩頂點(diǎn)和從該點(diǎn)到第四腦室底切線的垂足。本文提出一種基于高斯混合模型分割的定位相關(guān)二維標(biāo)志點(diǎn)方法。該方法結(jié)合腦部解剖知識(shí)和腦部解剖結(jié)構(gòu)的MR圖像中灰度特征，采用基于高斯混合模型的分割方法提取感興趣區(qū)域（Region of interest，

3、ROI）內(nèi)的解剖結(jié)構(gòu)，包括胼胝體，穹窿和第四腦室，根據(jù)標(biāo)志點(diǎn)與這些解剖結(jié)構(gòu)的空間位置關(guān)系確定標(biāo)志點(diǎn)的位置。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法在定位相關(guān)二維標(biāo)志點(diǎn)方面速度快，精度高。
　　現(xiàn)有基于微分算子的定位腦部三維標(biāo)志點(diǎn)方法對(duì)噪聲比較敏感，而且容易提取大量為標(biāo)志點(diǎn)?；趨?shù)幾何模型的方法由于參數(shù)幾何模型形式有限具有一定局限性。本文提出一種基于模型的局部分割的三維標(biāo)志點(diǎn)定位方法。為了確定標(biāo)志點(diǎn)模型及其ROI，提出基于錨點(diǎn)的曲面配準(zhǔn)方法。采用基于T

4、alairach變換和基于邊界的剛性配準(zhǔn)相結(jié)合的方法將模型與個(gè)體MR圖像配準(zhǔn)并確定個(gè)體標(biāo)志點(diǎn)ROI。利用基于水平集的方法分割ROI內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)的局部。提出由粗到精的方法通過分析已分割的局部解剖結(jié)構(gòu)確定標(biāo)志點(diǎn)的最佳位置。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法具有較高的定位精度和很好的重復(fù)性。
　　腦部皮質(zhì)下核團(tuán)形態(tài)學(xué)分析的一個(gè)主要困難是個(gè)體間腦部皮質(zhì)下核團(tuán)對(duì)應(yīng)標(biāo)志點(diǎn)集的定位。本文提出一種基于主動(dòng)曲面模型形狀恢復(fù)的方法從已分割的二進(jìn)制體數(shù)據(jù)表示的樣本中提取

5、對(duì)應(yīng)標(biāo)志點(diǎn)集。首先，根據(jù)樣本間空間重疊率從所有樣本中選擇形狀模板，并對(duì)其進(jìn)行三角網(wǎng)格化提取標(biāo)志點(diǎn)。通過改進(jìn)最近點(diǎn)迭代方法將模板與其它樣本對(duì)齊，并建立模板與樣本的大致對(duì)應(yīng)關(guān)系。提出基于主動(dòng)曲面模型的變形方法恢復(fù)樣本的形狀，從而確定樣本間對(duì)應(yīng)標(biāo)志點(diǎn)的位置。本方法與標(biāo)準(zhǔn)的MDL算法和SPHARM算法進(jìn)行了比較，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本方法獲得的對(duì)應(yīng)標(biāo)志點(diǎn)集建立的點(diǎn)分布模型具有很好的緊湊型、一般性和特異性，而且速度快。
　　帕金森病手術(shù)治療的手術(shù)靶