基于DTI成像的神經(jīng)纖維示蹤系統(tǒng)的研究.pdf

1、現(xiàn)如今，神經(jīng)性疾病和腦組織病變，在國內(nèi)已經(jīng)成為影響人們健康生活指數(shù)的一個(gè)重要因素，這些健康問題迫切需要得到解決。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的深入研究，不僅有助于人類提高對神秘的神經(jīng)系統(tǒng)的認(rèn)知，而且為腦疾患的精確診斷和治愈提供幫助。因此，對腦神經(jīng)的生理特點(diǎn)及病變進(jìn)行深入研究，在當(dāng)下具有非常迫切的理論及現(xiàn)實(shí)意義。
　　磁共振成像技術(shù)（MRI）的原理，對物體施加磁場，檢測其所發(fā)射出的電磁波，通過電磁波大小可以描繪物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)。磁共振成像技術(shù)迅速發(fā)展，其非

2、入侵的技術(shù)特性，使其在醫(yī)學(xué)圖像領(lǐng)域上得到了廣泛的應(yīng)用。彌散張量成像（DTI）就是在磁共振成像技術(shù)的基礎(chǔ)上延伸出來的另一種成像技術(shù)，通過水分子在大腦組織結(jié)構(gòu)中的擴(kuò)散特性的差異對大腦進(jìn)行造影成像，并且能夠反映出神經(jīng)纖維的位置結(jié)構(gòu)等信息，運(yùn)用起來安全可靠，由此該技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域上得到十分廣泛的應(yīng)用，并且為臨床診斷和神經(jīng)系統(tǒng)研究提供了重要依據(jù)。
　　由于現(xiàn)有技術(shù)的不完善和在獲取圖像的過程中，不可避免的引入噪聲干擾。對于濾除噪聲干擾，在獲取圖

3、像之后變得十分重要。這樣不僅能保證獲取的彌散加權(quán)圖像（DWI）的精度，也提高了后續(xù)得到彌散張量的準(zhǔn)確性，從而保證神經(jīng)纖維追蹤結(jié)果和部分各向異性程度（FA）的可信賴程度。現(xiàn)有的DTI神經(jīng)纖維示蹤系統(tǒng)，例如DTIStudio，TrackVis等，并沒有完善的圖像預(yù)濾波過程，由此會導(dǎo)致神經(jīng)追蹤結(jié)果準(zhǔn)確度的降低。
　　為提高神經(jīng)纖維追蹤結(jié)果的準(zhǔn)確性，本文提出了一個(gè)基于各向異性的多級濾波器，利用各向異性濾波器的良好的結(jié)構(gòu)保護(hù)特性和高效的濾波

4、性能，對DWI圖像進(jìn)行預(yù)濾波得到彌散張量場與FA圖像，再對彌散張量場分解成的不同2 D圖像進(jìn)行張量場的降噪處理，再通過對降噪后的彌散張量場計(jì)算，得到神經(jīng)纖維追蹤所需要的參數(shù)。其次，通過改進(jìn)后的各向異性濾波器，由彌散張量控制各向異性濾波器的擴(kuò)散方向，不僅避免傳統(tǒng)各向同性濾波器模糊圖像細(xì)節(jié)，而且也能夠保證神經(jīng)纖維的走向相關(guān)的像素點(diǎn)不被平滑掉，而有效保留下來。本文的濾波算法，通過仿真和臨床數(shù)據(jù)的驗(yàn)證，能夠有效的提高神經(jīng)纖維追蹤的準(zhǔn)確度。最后，