[发明专利]基于核磁共振结构图像的老年痴呆症计算机辅助诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及医学图像处理技术领域，具体涉及一种基于核磁共振结构图像的老年痴呆症计算机辅助诊断方法。

背景技术

老年痴呆症，指的是一种持续性高级神经功能活动障碍，即在没有意识障碍的状态下，记忆、思维、分析判断、视空间辨认、情绪等方面的障碍，随着世界人口平均寿命的逐年增加，全球人口趋于老龄化，老年痴呆症的发病率也逐年上升，成为威胁人们晚年健康的一大隐患，目前还没有一种有效的方法对其进行治疗。人类一旦患上该病症，随着时间的推移，病情会变得越来越严重，且无法逆转。因此，对于该病症的早期诊断就显得尤其重要，这给延缓病情的发展提供了很好的机会。

有关研究表明，患了老年痴呆症的病人，在老年痴呆病症出现之前，其大脑结构就会发生变化，因此通过判定大脑结构的情况，就可以对该病症进行诊断。

目前很多大医院都购买了核磁共振成像仪，该仪器能够获取大脑清晰的三维图像，已经广泛用于老年痴呆症的检测诊断。因此通过计算机对大脑的三维核磁共振图像进行处理，可以为医生提供一种自动诊断的辅助工具。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种基于核磁共振结构图像的老年痴呆症计算机辅助诊断方法，该方法诊断速度快，且诊断精度高。

实现本发明的技术方案如下：

一种基于核磁共振结构图像的老年痴呆症计算机辅助诊断方法，具体过程为：

步骤一、基于不同年龄段的健康男性和健康女性的三维核磁共振结构图像，建立标准图谱；

步骤二、选择训练样本；

针对每一个年龄段，分别选取N个健康男性、N个健康女性、N个老年痴呆症男性患者以及N个老年痴呆症女性患者的三维核磁共振结构图像作为训练样本；

步骤三、基于标准图谱，提取训练样本的训练特征；

将训练样本与其所处年龄段和性别所对应的标准图谱进行非刚体配准，得到三维雅可比行列式图谱；

针对每一年龄段不同性别的三维雅克比行列式图谱Y_i^C，采用三阶主元分析方法和线性判别分析方法对其进行降维处理，获取训练样本的训练特征，其中，i＝1，2，3，…N，C＝1，2，当C＝1表示健康，当C＝2表示患病；

所述降维处理的具体过程为：

步骤101、三维雅克比行列式图谱Y_i¹构成一个3阶张量A_i，求解所述张量A_i的均值并令

步骤102、将的估计值用一个低维3阶核心张量和3个基矩阵U⁽¹⁾，U⁽²⁾，U⁽³⁾来表示，即

步骤103、最小化获得U⁽¹⁾，U⁽²⁾，U⁽³⁾的最优解计算三维雅克比行列式图谱Y_i¹所对应的低维3阶核心张量并将其记为

步骤104、针对三维雅克比行列式图谱Y_i²，按照步骤101-103的方法，计算三维雅克比行列式图谱Y_i²所对应的低维3阶核心张量并将其记为

步骤105、采用线性判别分析方法分别对低维3阶核心张量和进行降维处理，分别得到Y_i¹和Y_i²对应的训练特征；

步骤四、针对每一年龄段和性别的组合情况，根据其对应的训练特征建立分类器；

步骤五、按照步骤三的方法获取求医者的三维核磁共振结构图像的训练特征，利用与求医者年龄和性别相对应的分类器对训练特征进行老年痴呆症的辅助诊断。

进一步地，本发明所述分类器是采用支持向量机的方法建立的。

有益效果

本发明通过使用3维核磁共振脑结构图像，采用三阶主元分析方法和线性判别分析方法对其进行降维处理，提取训练样本的训练特征，并基于训练特征建立分类器，利用所建立的分类器实现对老年痴呆的辅助诊断；本发明对训练样本进行降维处理，可以提高本发明诊断效率。

同时，本发明基于训练特征，利用支持向量机的分类方法，可以获得很高的分类结果，从而有效的起到辅助诊断的作用。

附图说明

图1为本发明老年痴呆症计算机辅助诊断方法的流程图；

图2为3维张量展开成各个模式矩阵的示意图。