基于matlab的脑pet影像数据库设计和初步分析-毕业论文

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1、目录毕业论文--基于MATLAB的脑PET影像数据库设计和初步分析学生袁峥玺上海第二医科大学本科生导师张剑戈上海第二医科大学生物医学工程教研室摘要目的大脑是人体中极其重要而又复杂的器官，人类为解除脑部疾病的痛苦，长期以来进行了大量的基础研究和临床研究工作。近些年研究人员还应用了脑功能成像(主要包括功能磁共振成像（fMRI），正电子发射断层成像(PET)等)手段，从活体和整体水平来研究人脑，极大增强了对脑进行研究的能力。[1]但是为了保证足够的空间分辨率和时间分辨率，脑功能成像实验数据量非常庞大，数据处理方法也就很复杂。[2]我们所面临的重要问题之一，

2、就是如何灵活有效地管理所有过去和今后研究获得大量有关脑的数据和研究结果。此次研究建立脑功能影像数据库，目的是利用现代化信息工具，将不同层次有关脑的研究数据进行分析、处理、整合与建模，以便从分子水平到整体系统水平研究脑、认识脑、保护脑和开发脑。[3-5]基于统计学的脑功能成像数据处理已经相当成熟，但随着脑科学研究的不断深入，对数据的处理逐渐产生了新的需求。需求包括以下层面：1、图像数据，图像的病理诊断等文本信息；2、图像数据管理工具、用户友好的查询和可视化显示。因此，本设计主要内容是在前期的脑功能图像分析过程中，建立单机版的PET影像数据库。方法我们选

3、择了Access2000作为数据库软件，因为它是一个功能非常强大，而且简单易用的数据库管理系统(DBMS)，具有较强的兼容性，可以使用多种格式的数据（Excel，Foxpro等）。[6]且使用Access权限设置、根据用户的设置对数据库进行口令和加密处理等技术确保数据库的安全性。[7]我们在数据库中建立数据表，存储所有的诊断数据。MATLAB是一个包括数值计算、高级图形和可视化的集成科技计算环境，我们利用其强大的数据分析处理功能，采用MATLAB6.5做数据库开发软件；我们本着简洁、美观的原则，创建多种窗口及多种输入格式，并实现界面与数据库的连接与交

4、互。本数据库包括四大模块：诊断数据的输入保存、删除等更新功能；诊断数据条件查询；影像数据的数据加载与显示；感兴趣脑功能区的差异分析并生成报告。用户可由主界面进入各个功能模块，实现相应的模块功能。前期已将PET脑部图像非线性配准于Talairach图谱，根据各功能区的坐标，提取出功能区，分析其放射性计数值。在此基础上，我们按α=0.05的检验水准进行随机两组间t检验，两组间P<0.05，差异有显著性意义，而其他功能区差异无显著性意义。[14]结果我们通过用户需求分析，确定数据库结构、系统界面框架，确立针对具体应用的数据格式标准，制定用户的安全策略。接着

5、，以PET影像数据为载体，构建数据库，设计适合支持大数据体的面向对象数据库存储、查询和管理技术，着重解决医学影像对象数据的存储、管理、查询问题。并完成用户友好的界面设计工作。然后，根据临床和研究的需要，筛选出有明确诊断信息的资料，PET数据资料整理录入，输入数据库。并经过系统测试。33最后，根据已获得的PET影像样本数据，进行统计分析，得出不同样本组在感兴趣脑区的差异，包括均值和P值，及其临床与研究意义。这样，我们在脑功能图像分析过程中，就建立了单机版的PET影像数据库，可以容纳500个样本数据。结论早期国内就有文献报道，利用ACCESS建立简单的放

6、射科影像资料数据库。[9，10]但遗憾的是文中对于软件的开发设计过程未作详细描述；同时，文中也没有详细阐明使用何种方式来确保系统数据库的安全性。[11]因此，在本设计中，对于软件的开发设计过程作了详细描述。且对于安全性问题，在Access数据库中，通过管理员对组和用户访问数据库设置权限，包括：“打开/运行”，读取设计、修改设计、管理、读取数据，更新数据、插入数据和删除数据。以及根据用户的设置对Access数据库进行口令和加密处理。本系统的不足之处是目前仅限于建立单机版的PET影像数据库，是将来建立基于WEB的脑功能影像数据库中的一个组件。因此，本数据

7、库设计所使用的开发工具和方法有一定开放性。如我们所使用的MATLAB具有包括数值计算、图象处理等强大数据分析处理功能。且随着MATLAB版本的增加，它在许多方面得到了改善。如在外部接口方面实现与Java数据的传递等；还有一些其他功能的扩充等。此软件的开发便于在今后的研究工作中能够灵活的分析数据，也可以进一步开发设计。该数据库将能整合分散的资源，促进脑功能研究发展，临床医生也可利用大量的影像数据提高自己的诊断水平。[关键词]脑功能成像；数据库；MATLAB；正电子发射断层成像[Keywords]Neuroimaging;Database;MATLAB；

8、PET（BrainFunctionalimaging）(引言)大脑是人体中极其重要而又复杂的器官，人类长期以