[发明专利]功能性磁共振成像系统和方法

说明书

提供了用于获得患者的脑中的解剖结构特定的激活数据的系统和方法。在一个实施例中，一种用于获得患者的脑中的解剖结构特定的激活数据的方法包括：接收通过使用磁共振成像(MRI)设备获得的所述脑的磁共振(MR)数据；分割所述脑的所述MR数据以描画多个几何形状，所述多个几何形状中的每个几何形状与所述脑中的相应的解剖结构相对应；接收通过使用MRI设备获得的所述脑的功能性磁共振(fMRI)数据；将所述MR数据与所述fMRI数据对齐；基于所对齐的MR数据和fMRI数据来确定多个激活水平，所述激活水平中的每个激活水平与相应的描画的几何形状相对应；并且输出与所述解剖结构的所描画的几何形状相对应的所述脑中的动态活动的图形表示。

技术领域

本公开内容总体上涉及功能性磁共振成像，并且特别涉及用于解剖结构特定的功能性磁共振成像的设备、系统和方法。

背景技术

功能性磁共振成像(fMRI)是磁共振成像(MRI)的一种变型。fMRI依赖于以下事实：含氧血红蛋白和去氧血红蛋白具有不同的磁性属性，从而引起不同的磁共振(MR)信号强度。因为脑血流量与神经元激活直接相关，所以通过测量脑区域中的血液需求，fMRI可以测量该脑区域的激活水平。在fMRI扫描期间，向患者执行被设计为增加区域性脑活动的任务，并且MRI设备能够检测到含氧血液与去氧血液的比率的变化。含氧血液与去氧血液的比率的变化能够用于患者的脑中的不同区域的代谢活动的任务相关的时间系列。这种fMRI技术已经用于研究患有神经退行性疾病(例如，注意力缺失症、颅脑外伤和阿尔茨海默症)的患者的认知功能。

发现受神经退行性疾病影响的患者在使认知加工活动和资源与认知需求进行匹配的能力方面发生改变。常规地，虽然能够通过使用fMRI对这种改变的使资源与需求进行匹配的能力进行成像，但是对于fMRI图像采集来说需要大量的专业技术知识，并且fMRI数据的主观解读的性质阻止了fMRI的广泛临床应用。因此，需要改进的fMRI系统和方法。

发明内容

本公开内容的实施例提供了用于获得患者的脑中的解剖结构特定的激活数据的系统和方法。例如，本公开内容的实施例指向这样一种方法，该方法包括：自动分割脑的MR数据以描画解剖结构的几何形状，接收fMRI数据，将MR数据与fMRI数据对齐，提取解剖结构的激活水平，并且输出几何形状和激活水平的图形表示。通过关注解剖结构的激活水平，本公开内容的方法还允许更精简的能够抑制噪声水平的fMRI采集流程。

提供了用于获得患者的脑中的解剖结构特定的激活数据的系统和方法。在一个实施例中，一种用于获得患者的脑中的解剖结构特定的激活数据的方法包括：接收通过使用磁共振成像(MRI)设备获得的所述脑的磁共振(MR)数据；分割所述脑的所述MR数据以描画所述脑中的第一解剖结构的第一几何形状；接收通过使用MRI设备获得的所述脑的功能性磁共振(fMRI)数据；将所述MR数据与所述fMRI数据对齐；基于所对齐的MR数据和fMRI数据来确定第一解剖结构的第一几何形状内的第一激活水平；并且输出所述第一几何形状和所述第一激活水平的图形表示。

在一些实施例中，所述方法还包括：分割所述脑的所述MR数据以描画所述脑中的第二解剖结构的第二几何形状；基于所对齐的MR数据和fMRI数据来确定所述脑中的第二解剖结构的第二几何形状内的第二激活水平；并且确定所述脑中的所述第一解剖结构和所述第二解剖结构之间的激活的序列。在一些实施例中，所述图形表示还包括所述第二几何形状、所述第二激活水平以及激活的所述序列。在一些实施方式中，输出所述图形表示包括输出脑活动图，所述脑活动图包括所述第一解剖结构和所述第二解剖结构的所述第一几何形状和所述第二几何形状。在一些实施例中，所述方法还包括：将所述第一激活水平或所述第一几何形状中的至少一项与所述患者的关于所述脑的诊断相关联。在一些实施方式中，所述方法还包括：将与所述患者的关于所述脑的所述诊断相关联的所述第一激活水平或所述第一几何形状中的至少一项存储在数据库中。在一些实施例中，所述第一激活水平包括平均激活水平。在一些实施例中，所述平均激活水平包括事件平均激活水平。