【摘要】：彌散張量成像(Diffusion tensor image,DTI)技術(shù)是腦功能成像的的一種新方法。DTI通過測量水分子的彌散過程來評價生物組織結(jié)構(gòu)和生理狀態(tài),是當前唯一的一種能有效觀察和追蹤腦白質(zhì)纖維束的非侵入性檢查方法。DTI配準可以監(jiān)測退行性腦疾病的發(fā)展狀況,還可以發(fā)現(xiàn)不同群體之間的統(tǒng)計差異。由于DTI包含豐富的腦白質(zhì)纖維方向信息,DTI配準不僅要保證配準前后圖像解剖結(jié)構(gòu)的一致性,還要保持張量方向的一致性,所以DTI配準要比常規(guī)的標量圖像配準更加復雜。為了有效利用DTI的張量信息,提高DTI配準的精度和速度,本文重點對基于張量的DTI配準方法進行了研究。為了探討基于張量的DTI配準方法與基于標量的DTI配準方法的優(yōu)劣,本文首先從基于標量的DTI配準角度出發(fā),實現(xiàn)了基于FA的DTI仿射配準。然后從基于張量的DTI配準方法的角度出發(fā),考慮到基于demons算法的多通道DTI配準方法可充分利用張量的信息,改善配準質(zhì)量,但是大形變區(qū)域配準效果不理想,收斂速度慢,提出基于active demons算法的多通道DTI配準。基于active demons算法的多通道DTI配準方法中,均化系數(shù)太小會改變圖像拓撲結(jié)構(gòu)。固定均化系數(shù),引入單一的平衡系數(shù)能加快收斂速度,也會導致拓撲結(jié)構(gòu)改變。由此,本文綜合active demons算法中平衡系數(shù)能加快收斂速度、均化系數(shù)能提高DTI配準精度的優(yōu)點,手動選擇一個均化系數(shù),并在算法收斂過程中隨著高斯核的減小動態(tài)調(diào)整平衡系數(shù),在配準開始時采用較小的平衡系數(shù)獲得較快的收斂速度,隨著收斂的加深逐漸增大平衡系數(shù)獲得較小的配準誤差,進一步提出基于變參數(shù)active demons算法的多通道DTI配準方法。實驗結(jié)果證明,該方法有效提高了DTI配準的收斂速度,明顯改善大形變區(qū)域的配準效果,同時能保持圖像拓撲結(jié)構(gòu)不變。與基于FA的DTI仿射配準方法相比,本文提出的兩種基于張量配準的方法顯著的提高了DTI配準精度,明顯減小了FA差值圖的差異,說明本文提出的兩種基于張量的DTI配準方法在配準效果方面優(yōu)于基于標量的DTI配準方法。
【圖文】：

(a) 原子核的自旋 (b) 人體組織中宏觀磁化為零 (c) 外磁場存在產(chǎn)生宏觀磁圖 2-1 自旋和宏觀磁化人體中 70%是水，所以可以說人體主要由含有氫原子的水分子組成。氫原子核質(zhì)子總是處于運動狀態(tài)中，以自身的軸為中心不停高速旋轉(zhuǎn)，并且轉(zhuǎn)動的頻率固定不

擺動（進動），即拉莫爾運動于失相位狀態(tài)，橫向宏觀磁化0M 是一個不存在進動的自旋過了檢測到該信號，，通過適當?shù)拿鎸θ梭w再施加一個與質(zhì)子進，與此同時射頻脈沖的能量低能級躍遷到高能級，0M 隨之小。對于90 的射頻脈沖，縱高能級和低能級的質(zhì)子自旋象。射頻激勵消失后，氫質(zhì)子而躍遷到到原始狀態(tài)，并釋放出收線圈檢測并接收到。
【學位授予單位】：河北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP391.41;R445.2

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本文編號：2601051