[发明专利]一种基于黎曼流形的脑白质纤维束跟踪的组间处理方法

权利要求书

1.一种基于黎曼流形的脑白质纤维束跟踪的组间处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤Sa：对脑白质DTI图像数据进行配准校正，在配准校正后的脑白质DTI图像数据上建立Fick第二定理公式；

步骤Sb：为脑白质DTI图像数据构造黎曼流形，选取两点间测地线作为脑白质纤维束的路径，其中两点间测地线即为最小距离路径；

步骤Sc：计算所述黎曼流形下的扩散算子；

步骤Sd：依据所述扩散算子，构造Navier-Stoke方程表达扩散张量场中流体的运动，从而构造一个偏微分方程来描述黎曼流形下两点间测地线的性质；

步骤Se：依据Level-Set数值解方法，通过迭代计算所述偏微分方程，演化得出脑白质纤维束成像结果；

步骤Sf：对所述脑白质纤维束成像结果使用感兴趣区逆配准的方法确定脑白质纤维束跟踪的初始区域，得到特定的纤维束；

步骤Sg，使用个体样本的所述特定脑白质纤维束的数目进行处理分析，得到组间处理结果。

2.如权利要求1所述的基于黎曼流形的脑白质纤维束跟踪的组间处理方法，其特征在于，所述DTI图像数据预处理是在保留DTI图像数据细节的同时，使非共线加权方向的图像数据与非加权B0像进行仿射配准变换预处理。

3.如权利要求1所述的基于黎曼流形的脑白质纤维束跟踪的组间处理方法，其特征在于，利用Fick第二定律可知，对扩散张量图像数据进行时间上的描述，如下式所示：

ut=▿·(D▿u)]]>

其中表示梯度，t表示时间，D表示扩散张量，u表示扩散浓度。

4.如权利要求3所述的基于黎曼流形的脑白质纤维束跟踪的组间处理方法，其特征在于构造黎曼流形，选取两点间测地线(最小距离路径)作为纤维束的路径，其步骤为；

A、定义测地线距离：设(M，G)是一个黎曼流形，x、y分别为M上的两点，则x到y的测地线距离为M上连接x、y两点的最短测地线长度，记为d(x，y)，

d(x,y)=argminγ∈Γx,y∫0Txy|γ′(t)|Rdt]]>

其中，Γx，y表示连接x、y两点的测地线，γ(0)＝x，γ(T_xy)＝y，且|γ′(t)|_R＝1，arg表示目标函数的参数，min表示求最小值。

B、通过G＝D^-1(其中上标-1表示求逆运算)可知，DTI图像中特征值较大的张量所对应的测地线距离较小，因此，传统脑白质纤维束成像算法中选取最大特征向量作为纤维束主要走向，对应在黎曼流形中即为选取两点间测地线(最小距离路径)作为纤维束的路径。