【摘要】：帕金森病(Parkinson′s disease,PD)是老年人中第四位常見的神經(jīng)變性疾病,隨著老齡化社會(huì)的到來,PD患病率在逐漸上升。PD是慢性進(jìn)展性疾病,將伴隨患者一生,而且容易進(jìn)展為老年癡呆,早期診斷PD有助于及時(shí)進(jìn)行干預(yù)治療,具有重要意義。醫(yī)學(xué)影像和計(jì)算機(jī)技術(shù)在輔助醫(yī)生進(jìn)行PD診斷中有著重要的作用。現(xiàn)有研究表明,PD患者的尾狀核在18F-AV-133示蹤劑下的腦PET成像結(jié)果與患病前相比呈現(xiàn)萎縮病變,其病變比例可為早期診斷提供依據(jù)。但是,僅依據(jù)腦PET成像結(jié)果無法估計(jì)病變前尾狀核體積,因此,基于患者的尾狀核在AV-133示蹤劑下的腦PET成像無法精確計(jì)算所需比例。針對(duì)該問題,考慮患者早期的尾狀核形態(tài)未發(fā)生變化,患者腦MR成像結(jié)果顯示的尾狀核與其患病前尾狀核形態(tài)一致。因此,本文基于PD患者M(jìn)RI、PET、CT等多種模態(tài)下的腦影像,對(duì)PD患者尾狀核病變比例進(jìn)行計(jì)算,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)PD的定量研究分析。為了將不同模態(tài)的腦圖像設(shè)置到統(tǒng)一規(guī)格下,需要對(duì)腦MR、PET、CT原始圖像進(jìn)行預(yù)處理,包括重定向、重采樣、降噪等。同時(shí)為了使不同模態(tài)的腦圖像處于同一空間坐標(biāo)下,本文基于互信息方法對(duì)腦MR、CT圖像進(jìn)行配準(zhǔn),并通過在配準(zhǔn)之前預(yù)先分割腦CT圖像中的顱骨的方法提高配準(zhǔn)精度。分別對(duì)配準(zhǔn)后的腦MR圖像和預(yù)處理后的腦PET圖像進(jìn)行分割,從中分割出PD患者對(duì)應(yīng)的完整尾狀核和未病變尾狀核,并計(jì)算各自的體積,進(jìn)而計(jì)算出尾狀核病變比例。為了便于醫(yī)生直接獲取尾狀核的結(jié)構(gòu)信息以及體積、病變比例等數(shù)據(jù)信息,基于MC(Marching Cubes)算法對(duì)尾狀核及顱骨三維重建,并將重建結(jié)果與數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行顯示。最后將各分散功能模塊進(jìn)行整合,搭建PD定量分析軟件平臺(tái),為輔助醫(yī)生診斷和分析PD提供一種新的工具。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：R742.5;TP391.41
【圖文】：

多模態(tài)腦影像的 PD 定量分析系統(tǒng)主要通過對(duì) PD 患者的T 等不同模態(tài)下的圖像進(jìn)行一系列預(yù)處理、配準(zhǔn)、分割等 圖像的分割結(jié)果計(jì)算 PD 患者完整尾狀核體積，基于 PD劑下的腦 PET 圖像分割結(jié)果計(jì)算尾狀核中未病變部分體D 患者尾狀核病變比例，實(shí)現(xiàn)對(duì) PD 的定量分析。森定量分析方法概述屬于復(fù)雜的腦部神經(jīng)變性疾病，PD 的發(fā)病受到老化、環(huán)因素的影響[22]。尾狀核區(qū)域的多巴胺(DA)神經(jīng)元丟失是一[23]，研究表明監(jiān)測(cè)突觸末梢囊泡單胺轉(zhuǎn)運(yùn)體 VMAT-2 DA 神經(jīng)末梢丟失情況。VMAT-2 的顯像劑有多種，臨床 18F-FP-DTBZ 和 18F-AV-133，其中 18F-AV-133（以下有更好的親和力和敏感性[24]。由 PD 患者 AV-133 示蹤劑下發(fā)現(xiàn)，當(dāng)患者出現(xiàn)臨床癥狀時(shí)，其尾狀核在 AV-133 示蹤中已出現(xiàn)缺損[25]。如圖 2-1 所示，即為 PD 患者在 AV-1ET 圖像。

圖 2-2 PD 患者腦 MR 圖像Fig.2-2 The brain MR image of PD patient，僅計(jì)算 PD 患者尾狀核病變比例這一數(shù)據(jù)，所提供的信單純的尾狀核病變比例數(shù)據(jù)，無法對(duì)尾狀核結(jié)構(gòu)以及尾狀的情況有直觀的了解。為了方便醫(yī)生觀察尾狀核病變部位核以及未病變尾狀核進(jìn)行三維重構(gòu)并顯示在同一坐標(biāo)系下顯示在腦結(jié)構(gòu)中更有利于觀察其位置信息，也需要對(duì)顱骨。因此，系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)對(duì)完整尾狀核、未病變尾狀核及顱示功能。尾狀核是從腦 MR 圖像中分割得到的，而尾狀核中未病T 圖像中分割得到的。腦 MR 圖像與腦 PET 圖像是由不同集的，具有不同的空間坐標(biāo)系，腦組織結(jié)構(gòu)并不相對(duì)應(yīng)，的腦圖像配準(zhǔn)到同一空間下，使其腦結(jié)構(gòu)相匹配，在同一整尾狀核、未病變尾狀核以及顱骨等圖像才有意義。腦 P對(duì)病灶定位比較準(zhǔn)確，然而其圖像分辨率較低，考慮 CT 剖關(guān)系明確，易于與腦 MR 圖像配準(zhǔn)，在實(shí)際配準(zhǔn)過程

PET、CT 等圖像的空間坐標(biāo)一致。ET、CT 圖像預(yù)處理T、CT 圖像是由不同成像原理的設(shè)備采體積大小可能不同，所以需要首先對(duì)圖同的標(biāo)準(zhǔn)格式，以便于進(jìn)一步的圖像處以下三個(gè)步驟：圖 2-1 和圖 2-2 可以看出不同模態(tài)下的定向過程對(duì)原始腦 MR、PET、CT 圖程中的標(biāo)準(zhǔn)方向選擇 RAS（右，前，后，并被廣泛應(yīng)用于其它方面神經(jīng)成像軟tome[28]。首先，使用所有有效的重定向輸入圖像。然后，用戶在 GUI 中檢查RAS 坐標(biāo)系模板匹配正確的一個(gè)（如圖定向之后，結(jié)果如圖 3-2 所示，圖像的便于進(jìn)行觀察和后續(xù)處理。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2758282