功能磁共振成像数据处理方法与应用研究

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1、电子科技大学博士学位论文功能磁共振成像数据处理方法与应用研究姓名：曾翎申请学位级别：博士专业：生物医学工程指导教师：尧德中20081201 摘�提出了利用空间独立成分分析来处理静息态��数据方法，首次将静 ���������������������．������������������������������������������：����������������．�����������������������������������������������������猣��������������������������������������������� —．——————

2、————．．———————————————．—————————些璺����������������．��������甌������瑃������������������．������������������������������������������������������������������������；����� 独创性声明 ������空间分辨率�撩准�，但时间分辨率低【��】。脑功能磁共振成像是目前人们业杂志，���� 电子科技大学博士学位论文国际上在�年代开始注意到了大脑皮层微血管中血氧水平的变化会引起本文涉及的几个方面的研究进展如下：��数据的预处理一图像配准研

3、究 于图像内容完全自动地分割出所有组织结构然后配准，是非常困难的，所以就要找到一种既能完成配准过程，又尽可能简单地实现的算法来完成这一复杂的配准过程。通常使用的配准技术包括：傅立叶变换，互信息和互相关，但其速度和稳定性还不是很好，目前还没有一种通用的图像配准方法【��。由于��实验的数据量巨大，发展一种快速的图像是非常必要的。由于磁共振设备本身的不完美及大脑组织的自身模糊结构，造成了按三种物质严格分割磁共振图像的困难．随着遗传算法近几年的快速发展，利用遗传算法及现有算法用于改进��指畹难芯恐鸾ナ艿饺嗣堑墓刈⑿牟�们。目前的方法都是针对某个具体任务而言的，还没有一个通用的解决方法。综

4、观近几年图像分割领域的文献，可见医学图像分割方法研究的几个显著特 第一章序言硬套。如何充分挖掘信号特性，将有助于更好的提取弱信号，分析功能连接对于大脑的研究从以前的微观尺度的脑化学和生理学方面的知识发展到对于大脑的功能尤其是脑的高级功能有了很大的跨越，但是目前关于脑高级功能研究并不是很成熟。脑的高级功能，如决定我们的行为动作和情绪等属于认知科学领域，科学家们在语言，情绪，记忆，注意等方面做了很多工作，但这些都对整个大脑活动研究来说还很浅薄。近几十年来发展的磁共振医学成像技术为无侵入研究脑认知活动带来了便利。对功能磁共振数据进行处理分析中，新方法不断被引入。神经网络中的感知机，自组

5、织映射，支持向量机，独立成分分析等算法均开始处理��数据，国际上使用支持向量机处理磁共振数据还很少见。支持向量机处理磁共振数据还不是很成熟，现在处于初级阶段臼卜�。本文通过处理手动实验数据对该算法进行了研究，以此来探测脑功能活动��信号模型在脑功能不对称性研究中的应用脑皮层的不对称性是生物进化的特性，特别是人类。脑功能不对称性最 第一章序言立成分，进而采用聚类分析得出脑功能连接网络。本论文的主要工作是以磁共振响应信号数据方法和脑功能分析方法研究为核心，围绕图像配准、图像分割、脑功能连接性分析和脑功能分析等问题进行了深入、细致和创新性研究，结合脑功能不对称性认知问题开展应用研究，为

6、脑认知科学应用提供理论基础。本文的结构安排如下：第一章序言第二章互信息脑功能磁共振图像配准第四章基于独立成分分析的脑功能连接性分析 第二章互信息脑功能磁共振图像配准���】。但目前还没有一种通用的效果稳定的��序列图像配准方法。 �图���瘛瘛瘛瘛瘢琷�‘ 电子科技大学博士学位论文���。 心为基点，旋转一定的角度．所以我们还要找出图像绕任意点旋转的公式。�原始闰像旋转变换前后的图像图��坐标变换示意图两种坐标系坐标变换表达式为： 其逆变换矩阵表达式为：� 第二章互信息脑功能磁共振图像配准��������—��。����臼�����甶�������息来度量两个随机事件之间的相关程度

7、������籋����弧芇������ ���弧芇����������个数为��，�。由此，两幅相关联的浮动图像�筒慰纪枷馬，它们的联��∑������可确定两幅图像的空间位置关系哺一�籐 �������所提供，所有的大脑��图像通过改进的�����可视系统得到的。 电子科技大学博士学位论文�ノ唬合笏��������在图像配准中，实施旋转角操作图像插值也必须进行，否则要产生空洞点。��呐渥纪枷瘛Ｍ� 第二章互信息脑功能磁共振图像配准信息方法和互相关方法��结论 ��引