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PET标准脑图谱在阿尔茨海默病早期诊断中的应用
阿尔茨海默病(AD)是一种退行性神经功能障碍性疾病.18F-FDG PET脑显像可以探测AD患者的脑葡萄糖代谢的早期变化,达到在活体内早期诊断AD及轻微认知障碍(MCI)的目的,并且可以用来评价和随访药物治疗的效果.本文设计了一种基于标准脑网谱的PET脑显像定量分析方法,用于AD的早期诊断.
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数字标准脑研究现状和进展
数字化标准脑是人类脑计划的重要组成部分和基础,可以帮助研究者从整体水平破解人类思维、意识起源的奥秘以及脑疾病发生的机制,从而从系统水平研究脑、认识脑、保护脑和肝发脑.因此,标准脑的研究已成为科学研究的重要领域,本文对国内外数字化标准脑的研究现状进行综述,旨在明确标准脑的研究现状、存在的问题和发展趋势,加速我国标准脑的建立.
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DBS术前图像与ICBM-152图谱的配准算法
脑深部电刺激(Deep Brain Stimulation,DBS)手术治疗是帕金森病患者重要治疗手段.脑图谱与术前图像之间的配准是实现DBS术前导航和核团识别的一种有效方法.本文对术前图像与ICBM-152图谱的配准问题进行了研究,首先将术前临床图像标准化至图谱的坐标空间,随后使用分段线性配准对图谱进行粗配准,后利用互信息作为相似性测度,并基于B样条弹性形变模型实现脑图谱与术前数据的非刚性配准.上述方法可以为每个病人计算出个性化的脑图谱,实验结果表明,在原始图像与图谱的互信息测度为0.558的情况下,该方法使二者的互信息提高至1.217.
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基于薄板样条的MRI图像与脑图谱的配准方法
为了将CT、MRI、PET或SPECT等断层扫描图像用于疾病的辅助诊断、放射治疗、手术计划和引导,就必须知道图像中感兴趣区(ROI)是什么解剖组织,即解决医学图像的解剖标识问题.医生通常是从解剖书籍、图谱及自身经验来对ROI做出判断.这些书籍和图谱往往给出的是文字描述和有限数目的,固定位置和方向的断层图片,很难与患者的实际图像联系起来.对于缺乏临床经验的医生来说尤为困难.数字化3D人脑解剖图谱使医生对人脑深部组织全方位可视化.因此可以将其通过一定的空间变换,与MR体积数据集中的ROI进行比较,从而得到ROI的解剖标识.但是,没有两个人的大脑是完全一样的.人脑的解剖个体差异较大,这就要求利用非线性变形的方法做解剖标识.本研究介绍通过薄板样条变换用Talirach脑图谱对MR图像做解剖标识的方法.
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一个基于MR图像的数字脑图谱
数字化人脑图谱是神经外科手术计划、模型驱动分割和教学的重要工具.本文介绍了一个基于MR图像的数字脑图谱,通过一个交互式的多浏览器,提供脑结构的解剖标识和三维显示.
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显微光学切片断层成像技术在卒中研究中的应用
卒中是一类高发病率、致死率、致残率的中枢神经系统疾病。目前对卒中的发病机制、发病后的病理生理变化、卒中后神经血管保护的研究尚不深入。显微光学切片断层成像技术能用于绘制不同脑疾病鼠全脑的数字化图谱。通过显微光学切片断层成像技术获取的脑连接图谱为卒中研究提供了重要的基础性实验数据。本文就显微光学切片断层成像技术的发展现状进行介绍，并探讨其在卒中领域的研究价值。
关键词： 显微光学切片断层成像 卒中 脑图谱 -
帕金森病手术相关靶点MRI定位解剖的研究
目的探讨MRI定位帕金森病手术相关靶点的准确性和实用性.方法采用T1序列对76例活体人脑前后连合间径(LI)在MRI上的长度进行测量;采用自旋回波翻转恢复序列和T2序列对10名健康人以LI为扫描基线,行3mm层厚、无间距的矢状位、轴位和冠状位头部MRI扫描,分析帕金森病手术相关靶点的MRI位置、影像学特点.结果 76例活体人脑MRI上的LI平均长度为22.90±1.30mm;丘脑底核(STN)和苍白球内侧部(GPi)在MRI上清晰显示,其靶点坐标STN为中线旁开12.01±1.25mm,原点后0.62±1.07mm,AC-PC平面下3mm;GPi为中线旁开19.99±1.48mm,原点前3mm,AC-PC平面下3.20±1.24mm.腹内侧中间核(Vim)为MRI不可见靶点,但可根据AC、PC、AC-PC连线和三脑室进行直观、简便的推算.结论 MRI可直接、准确地显示脑内一些帕金森病手术相关靶点.
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中国汉族正常成人前后连合间径的高分辨率MRI测量
前连合(anterior commissure,AC)与后连合(posterior commissure,PC)位于大脑的深部,AC-PC的连线又被称为脑的基准轴线,基准轴线的长度值被称为连合间值(intercommissural distance,ICD).以ICD的中点作为大脑的原点确定脑深部核团的三维坐标,即为标准脑图谱,是定向神经外科的重要基础.MRI具有多方位成像和高组织分辨率的优点且对人体无辐射损害,是目前研究AC-PC的佳影像检查方法[1].AC-PC间径正常值的测量不仅为脑内核团的定位及功能研究奠定基础,而且是"中国成人标准脑"的必要组成部分[2-4].
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数字化人脑图谱研究进展
脑图谱一直以来都是研究脑部结构和功能的重要手段,可以帮助人们认识脑内各结构的位置以及相互间的毗邻关系,特别是不能直视到的脑深部结构.基于人脑标本的数字化脑图谱是其它各种脑图谱的参考标准.近年来各种基于人脑标本数字化脑图谱的开发已成为国内外科学家研究的热点.就基于人脑标本的数字化脑图谱发展历史和研究进展做一综述.
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数字化脑图谱研宄进展
脑图谱是探索人脑结构和功能的重要工具,在运算结果的解释、信息的可视化及数据的处理中发挥着重要作用,是当前神经科学领域的研究热点.回顾了数字化脑图谱的发展过程和研究进展,并详细介绍了基于MRI图像的中国人数字化标准脑图谱的建立及其应用前景.
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婴儿脑MRI图谱的研究和应用进展
介绍了多种不同类型的婴儿脑MRI图谱并简述了其构建过程,阐述了婴儿脑MRI图谱在婴儿脑图像分割中的应用并分析了图像分割结果产生误差的原因,提出图像分割结果由脑图谱的图像配准与分割算法共同决定.后讨论了当前婴儿脑图谱研究和应用中的局限性以及该领域未来的发展趋势.
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立体定向脑外科技术中医学图像及相关软件的发展
文章综述了立体定向脑外科手术当前的主要进展,包括磁共振功能成像、纤维束成像、血管造影和脑图谱的叠加以及计算机和虚拟现实结合和干细胞移植等新的立体定向外科手术技术和应用,接着对手术计划中医学图像处理技术和相关软件的新发展做了阐述.文章集中阐述了立体定向脑外科手术中的纤维束跟踪成像技术、脑图谱叠加技术和干细胞移植技术的运用和发展.后总结并指出该领域的发展方向.
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第三脑室MRI立体定向解剖学研究
目的 完善中国人脑立体定向MRI脑图谱,为立体定向手术及脑室内窥镜手术等有关三脑室区手术提供解刹学基础.方法 采集健康中国人脑MRI数据100例,在标准立体定向空间内测量三脑室体积.选取可测量三脑室长度及高度的MRI图像各50例,分别对三脑室的长度及高度进行测量.选取三脑室显示清晰的MRI图像1例,对三脑室进行三维重建.结果 活体健康中国人脑MRI上三脑室的平均长度为21.15±1.56 mm;平均高度为19.21±1.94 mm;平均体积1424.68±196.47 mm3.结论 不同性别之间三脑室的长度与高度无显著差异(P>0.05);随年龄的增长,三脑室的体积逐渐增加;同一年龄段不同性别间三脑室体积存在显著差异,男性大于女性(P<0.05),三维重建三脑室可行.
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中西方人脑内连合间径的比较
目的研究脑内连合间径(ICD)值及其可能存在的种族差异,为立体定向神经外科手术提供脑内核团定位参考依据.方法应用MRJ容积扫描及多层重建技术,测量820例帕金森病患者ICD长度值,并与128例白种人(亦为帕金森病患者)ICD的MRI长度值进行对比,并与Schltenbrand&Wahren脑标准图谱和姚家庆等人提供的脑标本研究结果进行对比.结果中、西方人ICD长度的MRI测量值,以及schaltenbrand&Wahren脑标准图谱中ICD长度之间均无显著差异.姚家庆关于ICD长度的结论与上述三者有差异,可能源自脑标本处理上的技术问题.结论MRI技术能够提供足够准确的ICD值,ICD值并未发现明显的种族差异.
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基于大互信息的人脑多模图像快速配准算法
对脑图谱开发过程中来源于不同成像设备的多模图像进行配准.对预处理后的数码图像和MRI图像,首先提取图像的轮廓,采用基于轮廓的力矩主轴法计算初始平移量和旋转量,然后设定初始缩放系数,将此初始配准参数作为改进单纯形法的初始参数,以互信息作为相似性测度迭代搜索,使互信息大,从而实现佳配准.结果表明本算法不需要人为预调整待配准图像的分辨率,自动化程度高,配准速度快,精度较高,能够满足脑图谱开发过程中的多模图像配准要求.
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中国人脑黑质立体定向数字化解剖图谱的研究
目的 探讨建立立体定向MRI黑质数字化、可视化图谱的可行性,为立体定向功能神经外科提供解剖学依据.方法 健康中国自愿者150人,在标准的立体定向空间内进行全脑扫描,测量黑质体积.选取其中30例利用eFilm软件对黑质中心点坐标进行测量.随机选取1名自愿者,利用其成像数据,对黑质进行三维重建,并对其进行可视化、数字化处理.结果 黑质的平均体积左侧为(327.26±24.19)mm3,右侧为(307.28±25.11)mm3,左右侧黑质的体积存在显著性差异(P<0.05).黑质中央截面的中心点坐标X、Y、Z分别为(8.45±0.69)mm、(-4.36±0.50)mm和(-9.47±0.80)mm,左右侧黑质的中心点坐标无显著性差异(P>0.05),性别之间黑质的中心点坐标亦无显著性差异(P>0.05).结论 建立立体定向MRI黑质数字化、可视化图谱是可行的.
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立体定向脑图谱基准点的测定及其意义
目的 对立体定向脑图谱的基准点进行测定研究,为构建临床立体定向脑手术提供基础.方法 在立体定向空间坐标系内,应用MR扫描图像处理技术对120例健康自愿者和应用解剖学技术对30例尸脑分别进行脑内基准点前连合(AC)、后连合(PC)的径值和前后连合间距(ICD)进行测量.结果 在立体定向空间内,无论在大体标本,还是在MR图像上,AC、PC均清晰可见；在尸脑上测得AC的前后径为(2.75±0.76)mm,上下径为(3.85±0.68)mm,PC的前后径为(1.87±0.58)mm,上下径为(2.48 ±0.64)mm,ICD长度为(22.68±1.46)mm;在健康自愿者测得AC的前后径为(2.80±0.32)mm,上下径为(3.82±0.37)mm,PC的前后径为(1.76±0.30)mm,上下径为(2.30±0.45)mm,ICD长度为(23.84±1.32)mm.结论 通过尸脑与健康正常人脑的对比测量研究,在立体定向坐标系内脑内AC、PC是脑内准确定位的基准点,AC-PC是恒定的参考线.
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数字化人脑图谱演示系统的设计与制作
目的:设计并制作一个高精度、高速度、又易于操作的三维数字化人脑图谱,重建出人脑内部各个组织之间复杂的空间关系.方法:在PC机上使用自己开发的工具对采集到的二维人脑图像进行先期处理,并自动生成各组织的三维模型,然后使用VRML将三维模型组织在一起并在浏览器中显示出来.结果:成功构建出一个操作简单、效果逼真的脑图谱,适用于手术计划导航以及神经解剖教学.结论:利用可视化技术构建的数字化人脑图谱能够为医学研究、教学与临床提供形象而真实的模型,而且构造出的三维模型文件较小,适合于网络传输和资源共享.
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结合脑图谱和水平集的MR图像分割的研究
本文利用脑图谱的先验知识并结合水平集等算法实现对脑MR图像的初步分割.主要步骤:(1)选取数字脑图谱,对图谱进行预处理;(2)实现图谱与脑MR图像的配准;(3)利用图谱提供的轮廓信息对水平集算法进行初始化,完成颅骨和脑脊液的提取以及脑白质和脑灰质的分割.实验结果表明,利用脑图谱提供的信息可有效解决水平集算法初始化问题,缩小求解空间,减少迭代次数,该方法具有较好的鲁棒性.
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标准立体定向空间构建人脑苍白球内侧部数字化解剖图谱
目的 在标准立体定向空间应用《中国数字化可视化人体图谱》男性尸脑切片构建豆状核亚结构—苍白球内侧部(Gpi)数字化图谱. 方法 对数字化可视化人体图谱尸脑切片解剖学图像进行Gpi及前连合、后连合的识别与分割等处理,并应用软件对处理后的Gpi进行三维重建,并建立立体定向坐标系. 结果 三维重建的Gpi为近似蚕豆状的灰质团块,同时构建了壳核及苍白球外侧部(Gpe),图谱能够清晰的显示三者在立体定向空间的位置关系.三维可视化的效果为豆状核可以在立体定向空间任意角度的旋转、缩放. 结论 利用超薄尸脑解剖图像可以在标准立体定向空间成功对颅内神经结构亚核团进行三维重建.
