[发明专利]一种汉语语言功能区测查用功能磁共振成像数据的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及医学图像辅助技术，尤其涉及的是一种汉语语言功能区测查用功能磁共振成像数据的处理方法。 

背景技术

语言是人类特有的高级认知能力，大脑作为实现语言过程的物质基础，广泛参与语言的加工过程。脑部疾病已成为严重威胁我国人民生命健康的疾病之一（如脑血管疾病年发病率在150－200/10万人），每年有大量病人需要进行脑部手术，虽然医学临床上已经能够成功对涉及多种脑部病变或损伤的患者进行手术，但幸存的脑部疾病患者常遗留偏瘫、语言障碍等后遗症。随着我国经济的发展，人民群众对生活质量的追求不断提升，在脑外科手术中患者除了希望保存生命以外，更怀有保留语言等高级认知功能以求更满意的术后生活质量的强烈需求。因此，术前精确功能定位及术中有效功能检测以尽量避免手术中造成的语言等认知功能脑区受损已成为临床上亟需解决的问题。虽然，近年以来，我国施行脑部手术的医疗设备得到改善，医疗水平也稳步提高，但是，临床对脑与语言功能之间关系的认识相对滞后，涉及语言功能的脑外科切除手术的参照标准仍主要基于西方对布洛卡（Broca）区和威尔尼克（Wernicke）区等脑区的经典结论，难以为国内临床大夫提供准确的手术指导。 

磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）检查已经被大量地用于病人结构病变的研究，近年来不同模态的神经影像技术（结构、扩散和功能成像）已经被广泛的应用于病人研究中，其中，血氧水平依赖功能磁共振成像（blood oxygen level dependent-functional MRI，BOLD-fMRI）是以脱氧血红蛋白为内源性对比剂，利用局部血流脱氧血红蛋白的变化引起的信号增强来定位脑功能区的影像技术。而弥散张量成像（diffusion tensor imaging,DTI）作为无创性反映活体组织水分子扩散的成像技术，更好地反映了脑白质的微观结构改变。它通过利用多个不同大小的扩散敏感梯度,反映活体内水分子扩散能力强弱及运动方向。采用DTI技术可以间接反映髓鞘化程度或纤维束的完整性，脑组织损伤后超微结构的改变可以通过弥散张量指标--MD、FA及本征值λ1、λ2、λ3等定量反映出来。动物实验、病理和影像学研究都显示AD发生脑白质破坏，出现脱髓鞘、轴索丢失、反应性胶质增生等改变，这意味 着限制水分子运动的障碍丢失和组织各向异性的改变，而且可能发生于疾病早期。 

近几年，随着fMRI技术对病人的数据处理方法与分析手段日臻成熟（Price et al.,2006；Crinion et al.,2007;Suzanne et al.,2007;Marrelec et al.,2008），在发达国家，将脑功能成像基础研究与临床手术结合以提高功能定位的精度成为一个重要趋势。例如用术前fMRI技术对运动区皮层的功能定位结果，与术中直接的皮层电刺激监测结果达到了100％的吻合（Roessler et al.,2005）。相比简单的运动功能，语言的偏侧化特征及其功能定位尽管表现更为复杂，但随着大量语言任务范式在术前语言功能测查的应用，语言任务的功能影像结果也逐渐成为术前语言功能偏侧化及功能定位的诊断标准之一，为临床手术方案及康复计划的制定提供参考。但是，由于存在语言间的差异，以西方拼音文字为基础的研究结论不能直接应用于或简单被推论至使用汉语文字的中国人身上，比如研究发现左侧额中回在西方拼音文字与汉字的加工机制不同（Tan et al.,2005）。因此，我们有必要设计一套合理有效的汉语语言测查系统，并利用功能磁共振成像技术获取适合于测查中国人的语言功能区的方法，将之用于临床脑外科手术的术前语言功能区测查及术中语言功能测定中。 

发明内容

本发明的目的是提供一种汉语语言功能区测查用功能磁共振成像数据的处理方法。 

根据本发明的汉语语言功能区测查用功能磁共振成像数据的处理方法方法，包括以下步骤： 

（1）获得测查对象的血氧水平依赖功能磁共振成像数据和弥散张量成像数据； 

（2）处理任务态的血氧水平依赖功能磁共振成像数据 

（2-1）结构像及功能像的三维重建，将扫描仪中保存的K空间形式的功能数据进行Fourier变换； 

（2-2）奇异数据处理 

去除采集到的前4个功能数据，以避免扫描初期的磁场不稳定影响； 

（2-3）时间平滑 

使用血氧水平依赖功能磁共振成像数据中的层面间移位信息，将输入数据集的体素时间序列进行移位，使各层面对齐到相同时间原点； 

（2-4）头动校正及空间平滑