[发明专利]一种加速全局重建人脑神经图像技术的系统及方法

说明书

本发明公开了一种加速全局重建人脑神经图像技术的系统及方法，步骤一、神经图谱的构造；步骤二、待重建图像与神经图谱图像的配准；利用全局重建方法重建神经连接，经过数据比较模块的筛选后形成通用神经图谱，步骤三、个体神经图像在神经图谱基础上的全局重建；步骤四、神经图谱的更新储备；本发明涉及从人脑扩散加权磁共振图像，以及全局重建人脑神经图像技术领域。该加速全局重建人脑神经图像技术的方法，利用神经图谱和先验解剖学的知识，有效减少全局大脑神经图像重建的时间，为医生在尽短的时间内，提供一种有效的辅助诊疗的手段，同时对信息进行更新储备，加强该技术的实际应用效果，指明了愈来愈好、更加完美的发展方向。

技术领域

本发明涉及从人脑扩散加权磁共振图像，以及全局重建人脑神经图像技术领域，具体为一种加速全局重建人脑神经图像技术的方法。

背景技术

神经是由聚集成束的神经纤维所构成，而神经纤维本身构造是由神经元的轴突外被神经胶质细胞所形成的髓鞘包覆；其中许多神经纤维聚集成束，外面包着由结缔组成的膜，就成为一条神经，神经系统主要由三大系统组成，即中枢神经系统、脑神经、脊神经。各系统之间以中枢神经系统为中心，分工协同，共同实现心理功能，磁共振扩散加权成像技术则是为科研人员和临床医生提供一种刻画人脑神经连接的手段，是判断大脑的发育、退化以及病变的重要途径。

神经图像的重建(Tractography)分为算法全局的(Global)和局部(Local)两大类，局部重建方法的速度快，但是误差比较大；全局重建技术考虑到重建结果与整个给定数据是否匹配，因此无论从准确度和抗噪声能力上都比局部的重建算法强得多。但是由于全局重建方法是从整个无序的状态，通过蒙特卡洛-马尔科夫链结合模拟退火的算法，逐步优化重建模型，最终达到最优解，需要很长的时间，通常一个普通人脑的神经图像的完整重建过程，少则三到五个小时，多则一两天。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种加速全局重建人脑神经图像技术的方法，解决了现有的全局重建方法是从整个无序的状态开始，需要很长的时间，才能够完成神经图像完整重建过程的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种加速全局重建人脑神经图像技术的方法，具体包括以下步骤：

步骤一、神经图谱的构造：用户从客户端进入服务器，经过身份验证后登录操作管理系统中，利用中央处理模块通过预处理单元中的关键信息提取模块直接联网从公开加权磁共振数据集获取DW-MRI数据和T1图像；

步骤二、待重建图像与神经图谱图像的配准：将步骤一中获得的DW-MRI数据和T1图像利用全局重建的方法分别重建各自神经连接，将纤维段用FSL软件包中的FNIRT通过非线性映射模块传输MNI标准大脑空间，纤维段的方向通过纤维段调整模块依据局部形变的Jacobian值调整，经过数据比较模块的筛选后形成通用神经图谱，然后将通用神经图谱传输到标准对比模块中；

步骤三、个体神经图像在神经图谱基础上的全局重建：通过输入模块将信息一方面输入到步骤二中制得的标准对比模块中，通过初步成像模块形成配准图像，另一方面在这个基础上通过传统重建模块运用常规的通用全局重建方法完成大脑神经图像的重建工作；

步骤四、神经图谱的更新储备：将步骤三中传统重建模块中制得的完整神经图谱传输到更新储备单元中的记忆模块中，然后经过分析提取模块提取出添加的信息并将其传输到信息比较模块中，对比后的信息传输到临时存储模块中，然后将信息通过加密发射模块加密传输到信息存储模块中，完成储存。