發(fā)布時間：2022-01-06 07:29

　　帕金森�。≒arkinson’s Disease,PD）是一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)進行性退行性疾病,對于嚴重的PD患者,與傳統(tǒng)毀損術相比,腦深部刺激術（Deep Brain Stimulation,DBS）更為合適。盡管DBS在治療運動障礙方面取得一定成功,但術后程序調(diào)控過程中醫(yī)生缺乏直觀引導容易產(chǎn)生副作用。本文針對此問題,在關鍵解剖結構及植入電極的三維重建基礎上,展開DBS組織激活體積（Volume of tissue activated,VTA）估計及可視化的研究。首先,采用Pacer算法從術后CT影像中提取并重建DBS植入電極;然后通過圖譜配準方法進行電極植入靶點核團丘腦底核（subthalamus nucleus,STN）的分割及三維重建,主要是利用7T MRI圖像構建的圖譜與患者T2加權MR圖像的全局和局部配準實現(xiàn);接著,基于彌散張量成像（Diffusion Tensor Imaging,DTI）采用概率追蹤的方法實現(xiàn)STN鄰近皮質(zhì)脊髓束（corticospinal system,CST）的示蹤;最后,在電極、STN和CST重建的基礎上,通過DTI計算腦組織各向異性導電率,實現(xiàn)兩種理... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：55 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

技術路線圖

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文-10-采用的3D腦圖譜為0.6mm×0.6mm×0.6mm體素的7TMR數(shù)據(jù)集，如圖2-5所示，其中紅色標記表示紅核，綠色標記表示STN，淺藍色標記表示蒼白球，深藍色標記表示黑質(zhì)。對所有醫(yī)學圖像的處理及研究都需要在統(tǒng)一的空間坐標下展開，本課題將T2加權MR術前圖像，術后CT圖像均與T1加權MR術前圖像進行配準，使其通過空間變換的應用變形到T1加權MR術前圖像所在空間坐標下，在此基礎上進行后續(xù)的圖像處理。配準可基于開源的醫(yī)學軟件平臺3DSlicer完成，3DSlicer是用于醫(yī)學圖像的分析（包括配準和交互式分割）和可視化（包括體繪制）以及用于圖像引導治療研究的軟件平臺。該軟件中有已經(jīng)集成的配準模塊，常用的有GeneralRegistration（Brain），GeneralRegistration（Elastix），其中患者自身圖像間的配準由于來自同一個體，因此配準方法通常選用簡單的剛性變換即可；而待配準的腦圖譜與患者醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)來自于不同個體，甚至不同模態(tài)，因此選擇配準模塊GeneralRegistration（Brain）時，配準方法不單需要勾選Rigid（6DOF）進行簡單的剛性變換選用，還應包括Rigid+Scale（7DOF），Rigid+Scale+Skew（10DOF），Affine（12DOF），BSpline（>27DOF）等變換的依次應用，從而保證配準結果的準確性。圖2-1T1加權MR圖像圖2-2T2加權MR圖像

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文-10-采用的3D腦圖譜為0.6mm×0.6mm×0.6mm體素的7TMR數(shù)據(jù)集，如圖2-5所示，其中紅色標記表示紅核，綠色標記表示STN，淺藍色標記表示蒼白球，深藍色標記表示黑質(zhì)。對所有醫(yī)學圖像的處理及研究都需要在統(tǒng)一的空間坐標下展開，本課題將T2加權MR術前圖像，術后CT圖像均與T1加權MR術前圖像進行配準，使其通過空間變換的應用變形到T1加權MR術前圖像所在空間坐標下，在此基礎上進行后續(xù)的圖像處理。配準可基于開源的醫(yī)學軟件平臺3DSlicer完成，3DSlicer是用于醫(yī)學圖像的分析（包括配準和交互式分割）和可視化（包括體繪制）以及用于圖像引導治療研究的軟件平臺。該軟件中有已經(jīng)集成的配準模塊，常用的有GeneralRegistration（Brain），GeneralRegistration（Elastix），其中患者自身圖像間的配準由于來自同一個體，因此配準方法通常選用簡單的剛性變換即可；而待配準的腦圖譜與患者醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)來自于不同個體，甚至不同模態(tài)，因此選擇配準模塊GeneralRegistration（Brain）時，配準方法不單需要勾選Rigid（6DOF）進行簡單的剛性變換選用，還應包括Rigid+Scale（7DOF），Rigid+Scale+Skew（10DOF），Affine（12DOF），BSpline（>27DOF）等變換的依次應用，從而保證配準結果的準確性。圖2-1T1加權MR圖像圖2-2T2加權MR圖像

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于三層球模型弱直流電刺激下腦白質(zhì)各向異性對電場分布的影響[J]. 張元,逯邁,翟偉兵,胡延文.  北京生物醫(yī)學工程. 2016(02)
[2]丘腦底核生理功能研究進展[J]. 王大磊,劉曉莉,喬德才.  中國康復醫(yī)學雜志. 2014(03)
[3]腦白質(zhì)疏松癥患者胼胝體(區(qū))磁共振彌散特征與認知功能障礙(損害)的相關關系[J]. 王雙坤,袁俊亮,顧華,郭曉娟,彭朋,劉敏,胡文立.  中華臨床醫(yī)師雜志(電子版). 2013(15)
[4]經(jīng)硬腦膜電刺激對視皮層神經(jīng)活動影響的仿真研究[J]. 夏楠,侯文生,章毅,鄭小林,吳小鷹,陰正勤,JIANG Yingtao.  中國生物醫(yī)學工程學報. 2011(05)
[5]應用有限元分析ANSYS軟件行微電極對腦深部作用區(qū)域的模擬分析[J]. 連芩,王玨,劉亞雄,徐書潔,尹磊.  中國組織工程研究與臨床康復. 2008(39)
[6]微電極針道制圖在丘腦底核電刺激治療帕金森病手術中的應用[J]. 王學廉,高國棟,賀世明,李維新,王舉磊,管定國,陳玲.  第四軍醫(yī)大學學報. 2005(02)
[7]刺激術和毀損術在雙側(cè)立體定向手術治療帕金森病中的比較[J]. 胡小吾,周曉平,王來興,姜秀峰,曹依群,徐波濤,金愛國,曾浩.  中華神經(jīng)外科雜志. 2004(04)
[8]腦深部電刺激治療運動障礙性疾病[J]. 張建國,張凱,吳勝田,李少武,王忠誠.  中華神經(jīng)外科雜志. 2004(02)
[9]丘腦底核電刺激治療帕金森病[J]. 張建國,王忠誠,張小英,初君盛,李少武,吳勝田,周云.  中華神經(jīng)外科雜志. 2002(01)
[10]雙側(cè)丘腦底核腦深部電刺激治療帕金森病[J]. 孫伯民,劉康永,郎黎琴,潘力,李殿友,凌至培,劉道寬.  中華神經(jīng)外科雜志. 2002(01)

博士論文
[1]基于DTI的腦組織分割與各向異性電導率計算模型的研究[D]. 吳占雄.浙江大學 2009

碩士論文
[1]基于DTI的腦白質(zhì)電導率計算與腦刺激的數(shù)值模擬研究[D]. 胡延文.蘭州交通大學 2015
[2]FEM在深部腦刺激中的應用[D]. 張敬楠.河北工業(yè)大學 2015
[3]深部腦刺激的有限元分析[D]. 王麗莎.燕山大學 2013
[4]基于彌散張量成像的腦白質(zhì)纖維追蹤算法研究[D]. 賴昀.蘇州大學 2013
[5]深部腦刺激的建模及其各向異性電場的分布研究[D]. 李洪艷.河北工業(yè)大學 2012
[6]三維頭部數(shù)值模型的建立及DBS電場的分析研究[D]. 韓婷彥.河北工業(yè)大學 2011



本文編號：3572022