功能磁共振成像數(shù)據(jù)處理方法與應用研究.pdf

1、腦功能磁共振成像(Functional magnetic resonance imaging fMRI)主要依據(jù)血氧水平依賴性(blood oxygenation level dependent，BOLD)對比增強原理進行成像，是目前人們掌握的有效的無侵入、可精確定位腦功能活動的研究手段，具有很高的空間分辨率和存在進一步提高時間分辨率的潛力，非常適合神經(jīng)活動的時空分析和腦的高級功能研究，已受到神經(jīng)、認知和臨床等領域的極大關注。

2、本文圍繞功能磁共振成像(fMRI)在腦科學研究中的應用，對磁共振圖像的分割和配準、腦功能的定量分析、采用獨立成分分析(ICA)和支持向量機(SVM)對腦功能活動圖像的研究，成果有比較系統(tǒng)性的創(chuàng)新；同時結合認知科學研究中的熱點問題進行了腦功能的應用研究。詳細內(nèi)容如下： 1)提出了基于互信息腦功能磁共振圖像配準新方法?；バ畔⒆鳛楹饬績煞鶊D像配準的相似性測度函數(shù)，假設當兩幅圖像配準時，互信息達到最大值。采用了無需計算梯度的Powell

3、直接搜索算法。磁共振成像(MRI)的配準實驗證明，互信息法能準確地實現(xiàn)多模態(tài)醫(yī)學圖像的配準，并且能達到亞象素的精度。 2)提出了利用空間獨立成分分析來處理靜息態(tài)fMRI數(shù)據(jù)方法，首次將靜息態(tài)腦功能的低頻振蕩理論應用于獨立成分分析靜態(tài)數(shù)據(jù)的成分選擇，通過Z分數(shù)選擇了靜息態(tài)下的活動點和去除獨立噪點，然后通過頻譜分析選擇主要能量集中在0.01Hz到0.1Hz的獨立成分，進而采用聚類分析得出腦功能連接網(wǎng)絡。最后對結果進行了分析與評價驗證

4、了方法的可靠性，并得出本文所采用的方法和對時間序列的頻譜求相關的結論是類似。 3)運用SPM(Statistical Parameter Mapping)對功能磁共振數(shù)據(jù)分析處理，并用主成分分析進行時間壓縮等綜合數(shù)據(jù)處理方法，去訓練功能磁共振成像數(shù)據(jù)，選取最佳的支持向量機核函數(shù)，從訓練結果中提取重要的體現(xiàn)大腦活動差異的權重向量，由此探測左右手動狀態(tài)下大腦活動區(qū)域。 4)用功能磁共振成像血氧水平依賴性變化率的范數(shù)來定量分析