用于经改进的示踪成像处理的系统和方法

专利名称：用于经改进的示踪成像处理的系统和方法
用于经改进的示踪成像处理的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求2010年3月25日提交且题为“用于成像的系统、装置和方法(System, Apparatus and Method for Imaging)，，的美国临时专利申请 S/N. 61/340，980、以及2010年12月13日提交且题为“用于成像的系统、装置和方法(System, Apparatus andMethod for Imaging)”的美国临时专利申请S/N. 61/422，313的优先权。关于美国联邦政府资助研究的声明不适用
背景技术：
本发明的领域是用于医学成像的系统和方法。更具体地，本发明涉及用于例如通过产生和使用与感兴趣的组织相符的受检者(sub j ect)专用的坐标系、或者考虑在示踪成像(tractography)期间的踪迹相互关系或与示踪成像相关的过程的相互关系来改进示踪成像和示踪成像过程的系统和方法。理解关于全局范围的脑部连接性可能是理解脑部功能的先决条件。然而，对具有踪迹跟踪器的动物的研究已将各个通道及其拓扑标识为复杂的网络，在脑部演变、发展、可塑性、神经编码、以及大规模的脑特化的情境中对连接的几何构成(organization)的研究已建议简单得多的构成。长期地认识到综合这些不同观点的需要，并且鼓励技术改革和基本发现。即，迄今为止的研究和发展已能够捕捉和解释整个脑部结构的小部分，但是已存在确定脑部的单个视图的明确期望。然而，尽管在前脑外部已获得了进步，但单个图片还无法描述脑连接性的几何和拓扑特性。具体地，准确地映射解剖情境中的脑通道、以及单个脑部中的通道之间的解剖关系已变得相当地困难。大规模结构的灵长类脑连接图(connectome) —脑白质的纤维通道的总数一是难以捉摸的。在19世纪后期至20世纪前期对连接性神经解剖部的调查中，使用大规模脑构成和发展的传统开颅镜检的基本原理。到20世纪中期，这些方法被纤维跟踪的更准确且可复制的方法取代。然而，纤维跟踪方法的成功及其对点对点连接性的着重倾向于去除了关于更大规模的脑部构成的视图问题。通过纤维跟踪技术难以发现纤维通道之间的三维关系，并且通常作出这些关系不太重要的假设。近年来，磁共振成像(“MRI”)法(诸如扩散MRI)已发展成映射单个脑部中的主要纤维通道。现在，扩散MRI提供了通过其整体地映射单个脑部的连接性解剖部并且由此快速地、三维地、非破坏性地且非侵入性地这样做的手段。在该技术的发展中，关键进展是认识到脑部中普遍存在纤维交叉的问题。针对纤维通道的早期扩散张量成像(“DTI”)映射提出纤维交叉的困难有助于引起诸如扩散光谱成像(“DSI”)、Q-球成像、q_空间成像(“QSI”)、以及其他相关的技术之类的用于准确地解析纤维交叉的方法的发展。尽管这些方法提供了在每一位置解析复杂的纤维结构的能力，但复杂的纤维结构和超过张量的扩散的定量仍有挑战性且仍是活跃的研究领域。

发明内容
本发明的一方面提供了一种方法，该方法用于通过采集包括白质组织的受检者脑部的图像数据来产生受检者的图像；以及根据所述采集的图像数据重构描绘白质组织的受检者的图像。通过使重构图像中的白质组织与其中白质组织排列在基本正交的网格中的坐标系相关来产生坐标系信息。然后，将重构图像和所产生的坐标系信息提供给用户以供未来使用。同样，可通过确定和使用踪迹和可能的踪迹之间的相互关系信息来执行经改进的示踪成像和示踪成像处理。本发明的另一方面提供了一种用于·通过使用磁共振成像系统采集来自受检者的图像数据来引导对包括包含白质纤维的白质组织的受检者的图像的处理方法，该图像数据对扩散敏感。根据该采集的图像数据重构描绘白质组织的受检者的图像。使用该重构图像限定受检者专用的坐标系，其中不同的白质纤维彼此基本平行和彼此基本正交之一地排列。该坐标系用于处理受检者的图像以产生指示受检者的特性的度量。本发明的再一方面提供了在其上存储有指令的非瞬态计算机可读存储介质，这些指令在由处理器执行时使得该处理器执行一种采集包括白质组织的受检者脑部的图像数据的方法，所采集的图像数据反映关于白质组织的扩散信息。根据采集的图像数据限定受检者专用的坐标系，其中白质组织排列在基本正交的网格中。然后，使所限定的坐标系与图像数据相关。本发明的又一方面提供了一种用于使用医学成像数据确定受检者脑部中的白质纤维路径的方法，所公开的方法包括采集受检者的图像数据，该图像数据包括包含扩散信息的关于受检者脑部中的白质组织的信息。该方法还包括根据可能与在受检者脑部中的白质组织中形成的第一白质纤维路径的一部分相对应的扩散信息来确定第一向量；以及根据可能与在受检者脑部中的白质组织中形成的第二白质纤维路径的一部分相对应的扩散信息来确定第二向量。该方法还包括使用扩散数据、第一向量和第二向量，并且考虑第一向量和第二向量彼此相关的分量来执行相互关联的示踪成像过程，从而评估与第一白质纤维路径和第二白质纤维路径一致的可能性。该方法包括建立在受检者脑部中的白质组织中形成的第一白质纤维路径和第二白质纤维路径的表示。本发明的又一方面提供了一种用于使用医学成像数据确定受检者脑部中的白质纤维路径的方法，所公开的方法包括采集受检者的图像数据，该图像数据包括包含扩散信息的关于受检者脑部中的白质组织的信息。该方法还包括根据可能与在受检者脑部中的白质组织中形成的第一白质纤维路径的一部分相对应的扩散信息来确定第一向量；以及根据可能与在受检者脑部中的白质组织中形成的第二白质纤维路径的一部分相对应的扩散信息来确定第二向量。该方法还包括根据可能与在受检者脑部中的白质组织中形成的第三白质纤维路径的一部分相对应的扩散信息来确定第三向量；以及与受检者脑部中的纵向、横向和背腹取向之一相对应地分配第一向量、第二向量和第三向量的主方向。该方法包括考虑第一向量、第二向量和第三向量、以及所分配的主方向彼此相关的分量来建立第一白质纤维路径、第二白质纤维路径、以及第三白质纤维路径的表示。本发明的前述及其他方面以及优点将在以下描述中呈现。在该描述中，参考了形成本发明的一部分的附图，在这些附图中作为说明示出了本发明的优选实施例。然而，这些实施例未必表示本发明的全部范围，并且因此参考权利要求书和本文来解释本发明的范围。


图I是采用本发明的示例性磁共振成像(“MRI”)系统的框图。图2是用于指示图I的MRI系统采集扩散数据的示例性扩散加权成像(“DWI”)自旋回波、回波平面成像(“EPI”)脉冲序列的图示。图3是根据本发明的实施例的在感兴趣容积以及在其间映射的网格结构坐标系中交叉的示例性上纵束I纤维路径和胼胝体纤维路径的图片表示。图4是使用示踪成像型过程确定且根据本发明处理的多个向量的图形表示。图5是根据本发明确定的纤维踪迹层(sheet)和正交向量的图形表不。图6是阐述一种用于产生与基本正交的三维网格结构以及通过MRI系统获取的扩散信息相符的坐标系的示例性方法的步骤的流程图。图7A是根据本发明的示例性纤维束以及在其间映射的三维网格结构坐标系的图片表示。图7B是根据本发明的示例性脑部解剖部以及在其间映射的三维网格结构坐标系的图片表示。图8是阐述一种用于使用包含在向量场中的描述组织通道(诸如白质组织纤维路径)的扩散信息来产生或限定网格结构坐标系的示例性方法的步骤的流程图。图9是阐述一种用于使用组织通道(诸如白质组织纤维路径)的拓扑特性来产生或限定网格结构坐标系的示例性方法的步骤的流程图。图10是阐述一种用于产生纤维层共形坐标的示例性方法的步骤的流程图。图IlA是阐述一种用于使用网格结构坐标系比较两个或更多个受检者的医学图 像的示例性方法的步骤的流程图。图IlB是阐述一种用于根据所获取的多个不同受检者的医学图像并且使用网格结构坐标系来产生平均图形的示例性方法的步骤的流程图。图IlC是阐述一种用于使用网格结构坐标系测量和产生表示受检者脑部中的纤维通道的连接性的图像的示例性方法的步骤的流程图。图IlD是阐述一种用于使用网格结构坐标系计算纤维密度测量值的示例性方法的步骤的流程图。图IlE是阐述一种用于测量网格结构坐标系的精度的示例性方法的步骤的流程图。图IlF是阐述一种用于使用网格结构坐标系产生在受检者的不同年龄时的受检者解剖部(诸如受检者的脑部)的图像的示例性方法的步骤的流程图。
具体实施例方式一般而言，本发明涉及用于根据通过磁共振成像(“MRI”)采集的与感兴趣的组织相关的扩散信息来产生受检者体内感兴趣组织的共形坐标系并使用该共形坐标系的系统和方法。受检者可包括包含人类以及其他哺乳动物的动物受检者，并且示例性的感兴趣组织可以是包括白质组织的脑部组织。坐标系一般构造成将诸如白质纤维通道之类的组织通道组织成二维或三维网格。这些网格在包含在该网格内的尽可能多的通道中基本正交，并且相对于坐标系交点基本上呈直角地排列。本发明认识到该坐标系和下面的“网格结构”可跨不同的受检者进行标准化。表示这些“网格结构”的坐标系在本文中称为“网格结构坐标系”。在下文中详细地描述示例性网格结构坐标系、用于限定这些坐标系的系统和方法、以及用于使用这些坐标系的系统和方法。首先，提供与本发明一起使用的示例性MRI系统和数据采集方案的简要描述。MRI 系统现在具体地参考图I，示出与本发明一起使用的示例性MRI系统100。MRI系统100包括具有显示器104和键盘106的 工作站102。工作站102包括处理器108，诸如运行商业可用操作系统的商业可用可编程机器。工作站102提供使扫描处方能够输入到MRI系统100的操作员界面。工作站102耦合到四个服务器脉冲序列服务器110 ;数据采集服务器112 ;数据处理服务器114 ;以及数据存储服务器116。工作站102以及每一个服务器110、112、114和116连接以彼此通信。脉冲序列服务器110用于响应于从工作站102下载的指令来操作梯度系统118和射频(“RF”)系统120。产生执行处方的扫描所需的梯度波形并将其施加到梯度系统118，该梯度系统118激励组件122中的梯度线圈以产生用于对MR信号进行位置编码的磁场梯度Gx、Gy和Gz。梯度线圈组件122构成磁体组件124的一部分，该磁体组件124包括极化磁体126和整体RF线圈128。通过RF系统120，将RF激励波形施加到RF线圈128或者单独的局部线圈(在图I中未示出)以执行处方的磁共振脉冲序列。在脉冲序列服务器110所产生的命令的指示下，RF线圈128或者单独的局部线圈(在图I中未示出)检测到的响应MR信号由RF系统120接收，并被放大、解调、过滤、以及数字化。RF系统120包括用于产生在MR脉冲序列中使用的各种RF脉冲的RF发射器。RF发射器响应于来自脉冲序列服务器110的扫描处方和指示以产生期望频率、相位和脉冲振幅波形的RF脉冲。可将所生成的RF脉冲施加到整体RF线圈128或者一个或多个局部线圈或线圈阵列(在图I中未示出)。RF系统120还包括一个或多个RF接收器信道。每一 RF接收器信道包括放大其连接的线圈128接收到的MR信号的RF放大器、以及检测和数字化接收到的MR信号的I和Q正交分量的检测器。由此，接收到的MR信号的振幅可在任一采样点由I和Q分量的平方和的平方根来确定M = ^I2+Q2 (I);并且接收到的MR信号的相位也可确定
_( 0\φ = tan'1 — (2) =
)脉冲序列服务器110还任选地接收来自生理采集控制器130的患者数据。控制器130接收来自连接到患者的多个不同传感器的信号，诸如来自电极的心电图(“ECG”)信号或者来自风箱(bellows)或其他呼吸监测设备的呼吸信号。这些信号通常被脉冲序列服务器110用于将扫描的执行与受检者的心跳或呼吸同步或进行“门控(gate)”。脉冲序列服务器110还连接到扫描室接口电路132，该扫描室接口电路132接收来自与患者状况和磁体系统相关联的各种传感器的信号。同样通过扫描室接口电路132，患者定位系统134在扫描期间接收将患者移动到期望位置的命令。RF系统120产生的数字化的MR信号样本由数据采集服务器112接收。数据采集服务器112响应于从工作站102下载的指令来操作以接收实时MR数据并提供缓冲存储，从而不会由于数据过量运行而丢失数据。在一些扫描中，数据采集服务器112只是将采集的MR数据传递到数据处理服务器114。然而，在需要源自采集的MR数据的信息来控制扫描的进一步执行的扫描中，对数据采集服务器112进行编程以产生这种信息并将其传递到脉冲序列服务器110。例如，在预扫描期间，采集MR数据并将其用于校准由脉冲序列服务器110执行的脉冲序列。同样，可在扫描期间采集导航信号，并将其用于调整RF系统120或梯度系统118的操作参数、或者控制对k-空间进行采样的查看次序。数据采集服务器120还用来处理用于检测在磁共振血管造影(“MRA”)扫描中的造影剂的到达的MR信号。在所有这些示例中，数据采集服务器112采集MR数据并且实时地处理该数据以产生用于控制扫描的信息。数据处理服务器114接收来自数据采集服务器112的MR数据并根据从工作站102下载的指令来处理该MR数据。这种处理可包括，例如对原始k-空间MR数据进行傅里叶 变换以产生二维或三维图像；将滤波器应用于重构图像；执行对采集的MR数据的反投影图像重构；产生功能MR图像；以及计算运动或流动图像。数据处理服务器114重构的图像被传递回存储它们的工作站102。实时图像被存储在数据库存储器缓存(在图I中未示出)中，这些实时数据可从该数据库存储器缓存输出到操作员显示器112或者位于磁体组件124附近以供主治医生使用的显示器136。批模式图像或者所选实时图像被存储在磁盘存储138上的主数据库中。当这些图像已被重构并传输到存储时，数据处理服务器114通知工作站102上的数据存储服务器116。工作站102可被操作员用于存档图像、产生胶片、或者经由网络将图像发送到其他设施。数据采集一示例脉冲序列根据本发明的实施例，为了采集可用于产生或限定坐标系的图像数据，可使用诸如扩散光谱成像(“DSI”)、Q-球成像、q_空间成像(“QSI”)、以及扩散张量成像(“DTI”)之类的扩散成像方案。本领域技术人员应当理解，对于这些成像方案，若干不同脉冲序列可被实现为采集图像数据。在下文中描述一种此类示例性脉冲序列。作为示例，在图2中示出用于通过MRI系统采集图像数据的自旋回波、回波平面成像(“EPI ”)脉冲序列。尽管在此示出该示例性脉冲序列，但本领域技术人员应当理解，诸如基于梯度回波的序列以及其他基于自旋回波的序列之类的其他脉冲序列可用于执行扩散数据采集，这些脉冲序列包括例如两次重新聚焦的自旋回波(“TRSE”)EPI序列。另外，可使用采用混合二维回波平面和3DFT空间编码的脉冲序列。自旋回波EPI序列开始于RF激励脉冲202，该RF激励脉冲202在切片选择梯度204存在的情况下被放出。为了减少由切片选择梯度204产生的相位弥散引起的信号损耗，在切片选择梯度204之后施加重定相波瓣(rephasing lobe) 206。接着,在另一切片选择梯度210存在的情况下施加重定相RF脉冲208。为了显著地减少不想要的相位弥散，第一抑制信号(crusher)梯度212将切片选择梯度210与第二抑制信号梯度214桥接。切片选择梯度210以及抑制信号梯度212和214还分别通过第一和第二扩散加权梯度216和218桥接。这些扩散加权梯度216和218在大小上相等，即其面积相等。扩散加权梯度216和218在单独的“扩散加权”梯度轴上示出时实际上通过沿着切片编码、相位编码和频率编码梯度方向中的每一方向施加扩散加权梯度波瓣来产生。通过改变扩散加权梯度波瓣的振幅以及其他特性，针对沿着任意方向发生的扩散，可对采集的回波信号加权。例如，当扩散加权梯度216和218只由沿着Gz梯度轴施加的梯度波瓣构成时，则针对沿着z方向发生的扩散，将对采集的回波信号加权。然而，作为另一示例，如果扩散加权梯度216和218由沿着Gx和Gy梯度轴两者的梯度波瓣构成，则对于在χ-y平面中沿着梯度波瓣的相对振幅所限定的方向发生的扩散，将对回波信号加权。当自旋在施加第一和第二扩散梯度216和218之间持续的时间间隔Λ期间分别进行随机Brownian (布朗)运动或扩散时，提供对采集的回波信号的扩散加权。第一扩散加权的梯度216将成像容积中的自旋去相(dephase)，而第二扩散加权的梯度218用于将这些自旋移相达相等的量。然而，当自旋在该时间间隔期间进行随机扩散运动时，其相位无法通过第二扩散梯度218准确地移相。该相差导致与沿着扩散加权梯度216和218指定的方向发生的扩散相关的信号衰减。发生的扩散越多，引起的信号衰减越大。在交替读出梯度220存在的情况下，通过对一系列扩散加权的自旋回波信号进行 采样来采集图像数据。在交替读出梯度之前施加预卷(pre-winding)梯度222,该预卷梯度222用于在k-空间中将第一采样点沿着频率编码或读出方向移动一距离Akx。通过一系列相位编码梯度“尖头信号(blip)” 224来执行沿着相位编码方向的对回波信号的空间编码，这些相位编码尖头信号224在连续的信号读出之间被放出以使每一个回波信号被单独地相位编码。在相位编码梯度尖头信号224之前施加预卷梯度226，该预卷梯度226用于在k-空间中将第一采样点沿着相位编码方向移动一距离Aky。预卷梯度222和226 —起用于在限定的k-空间位置(kx，ky)处开始对k-空间的采样。在示例性实现中，可使用具有以下参数的DSI成像方案515个扩散梯度值的立方栅格；每平方毫米4X IO4秒(s/mm2)的峰值扩散灵敏度(b_值)；Λ =22毫秒且δ = 16毫秒的扩散梯度时间；以及每米380毫特斯拉的峰值梯度强度。在300-500微米的同位素三维分辨率的情况下，图像矩阵可以是80X80X80至140X140X140。一般描述当用于检查脑部时，网格结构坐标系对描述、简化和比较脑部的其他图像是有用的，并且可被实现为可靠地比较一个脑部和另一脑部。所产生的坐标系对创建脑部连接性的表示和测量值也可以是有用的，当与常规表示和测量值相比时，这些表示和测量值容易理解、容易测量、并且容易在各个表示和测量值之间比较。尽管在此提供的描述参考了确定与脑部和包含在其中的白质组织相符的坐标系的示例，但本领域技术人员应当理解，还可产生用于其他组织(举例而言诸如骨骼肌、平滑肌和心肌)的坐标系。本发明认识到脑白质的典型结构在准确地构造时是相互正交和可能交织的纤维路径的双轴或三轴网格的结构。由此，本发明认识到白质组织可被理解为与基本正交的网格结构相符。然而，为了不覆盖该相符性，网格结构坐标系可被限定为可将白质纤维路径映射到该坐标系中。这种网格结构坐标系可被限定为例如包括三个主轴纵轴；横轴；以及背腹轴。尽管网格结构坐标系可被限定在这三个主轴上，但在脑部的一些部分中，网格结构坐标系可以是只由上述主轴中的两个限定的二维坐标系。一般地，网格结构坐标系可被限定在诸如大脑、小脑、脑桥、骨髓、或者其各部分(诸如端脑、间脑、中脑、或者其各部分(诸如端脑中感兴趣的解剖区域))等受检者脑部的一部分上。通过将网格结构坐标系限定在脑部的这些较小的部分上，可限定单个脑部上的网格结构坐标系的系集(ensemble)。这些系集可连接在一起，或者可例如通过测量其彼此的相干性来分析这些系集。此外，可允许包含在系集中的网格结构坐标系的数量无限大地生长，由此导致一组概率坐标。如将在下文中详细描述的，可使用从扩散加权的MR图像获取的扩散信息(诸如扩散向量信息)来限定与下面的双轴或三轴网格结构相符的坐标系。可分析扩散信息以确定脑部中的白质纤维路径的主方向。对于主要在前后(“AP”)方向上延伸的那些纤维路径，纤维路径被标识为在所限定的坐标系的“纵”向上延伸；对于主要在左右(“LR”)方向上延伸的那些纤维路径，纤维路径被标识为在所限定的坐标系的“横”向上延伸；并且对于主要在上下(“SI”)方向上延伸的那些纤维路径，纤维路径被标识为在所限定的坐标系的“背腹”方向上延伸。参考图3且作为示例，示出上纵束I (“SLF I”)302与感兴趣的容积306中的胼胝体304交叉时的其示例性纤维路径。SLF I 302主要在AP方向上延伸，并且胼胝体304 在围绕AP轴(一般情况下)在SI方向上弯曲时主要在LR方向上延伸。根据本发明，可通过分析SLF I 302和胼胝体304的纤维路径来有利地限定这些纤维路径邻域的网格结构坐标系。由于SLF I 302的纤维路径主要在AP方向上延伸，因此SLF I 302的纤维路径被分配为沿着网格结构坐标系中的纵向延伸。类似地，尽管胼胝体304在SI方向上弯曲，但胼胝体304的纤维路径的主要延伸是在LR方向上，由此胼胝体304的纤维路径被分配为沿着网格结构坐标系中的横向延伸。根据本发明，可将纤维路径映射到网格结构坐标系中并与其相互变换。使用代表性的转移函数f O和反向转移函数g()来示出该双向变换。在下文中将描述转移函数和反向转移函数。作为转移函数f()，SLF I 302的纤维路径和胼胝体304的纤维路径被示为已映射到网格结构坐标系中。由此,使用本发明的网格结构坐标系,入射到感兴趣的容积306上的纤维路径包括两个基本正交的分量SLF I内的纵向路径以及胼胝体内的横向路径。初步地，注意关于本发明的网格结构坐标系的若干观察。首先，本发明认识到每一方向分量的弯曲路径基本平行。即，分量路径在取向上类似，一般不彼此交织，并且其相关排序保持不变。第二，本发明认识到多对横向或纵向路径一般不会交叉一次以上。第三，本发明认识到纤维路径与正中矢状(mid-sagittal)平面附近的基体(cardinal body)轴基本对齐，并且它们在维持其正交相互关系(inter-relationship)的同时连续地弯曲离开这些轴一距离。由此，虽然弯曲，但是根据本发明的网格结构呈现为简单、精确、并且与中枢神经系统和身体的横轴和纵轴连续地相关。由此，本发明认识到即使脑通道可偏离单个网格路径，在这样做时通道仍然将牢固地追随另一网格取向。路径邻域的双轴结构不限于特定的二维表面，但是存在于整个三维容积中。在各层的叠层中的每一层内的通道与该叠层中的不同深度的层中的其对应路径平行。两个不同的交叉族系的通道位于相同的延伸、弯曲的二维表面内。通过偏微分方程式的存在法则，预期该现象的可能性相当地低。因此，在脑白质中三维的横向路径族系的相互交汇一般限定平行层的族系的发现是真实且不平凡的。诸如平滑平面场之类的三维的交叉方向场一般不指定良好限定的弯曲的二维表面，但是在它们满足诸如其相互扭转在任何地方都为零之类的辅助条件时会这样做。例如，通过Deahna-Clebsch-Frobenius法则来规定该条件。通过多个籽容积的纤维路径的相互交汇构成闭合的矩形，而非压倒性地预期通用取向场的开放三维矩形螺旋。如一些示例性图示在下文中描述的，这些概念可扩展到各种有用的推断中，并且可扩展或增强各种各样的临床应用。例如，仍然参考图3，已知每一方向分量的弯曲路径基本平行，多对横向或纵向路径一般不会交叉一次以上，并且纤维通道与正中矢状平面附近的基体轴基本对齐，可作出各种预测和/或对预测或分析的约束。例如，在任一域中，可使用SLF I 302的纤维路径和胼胝体304的纤维路径的标识和基础来预测和/或约束对附加纤维路径308的预测或标识。具体地，使用SLF I 302的纤维路径和胼胝体304的纤维路径的标识和/或这些纤维路径302、304到网格结构上的变换，可预测和/或约束对附加纤维路径308的预测或标识，从而与基体轴基本平行(在胼胝体304的情况下)或垂直(在SLFI 302的情况下)、并且与其基本对齐地延伸。如将在下文中示出的，预测和/或约束预测或分析的该能力提供了用于在多种临床应用中分析人脑的非常强大的工具。 一般图示现在参考图4，在基本应用中，可使用一般标示为400的向量来标识脑部中的诸如在上文中参考图3描述的纤维路径。更具体地，这些向量400在图像域中相关时(诸如在开始纤维示踪成像应用时)可表示纤维踪迹的各部分。在该图示中，这些向量400呈现为独立且不相互关联的。然而，使用以上所述的原理来约束对这些向量400的分析，可假设每一方向分量的弯曲路径基本平行，多对横向或纵向分量一般不会交叉一次以上，并且向量与基体基本对齐。通过这些约束，可例如使用标识如沿着上述网格坐标系的给定分量延伸的向量的标记来分析和指定向量400。具体地,可向向量400分配标识如沿着上述网格坐标系的给定分量延伸的指定(在所示的示例中为数量)。向沿着纵向延伸的向量分配“ I ”标记402,向在横向上延伸的那些向量分配“2”标记404，并且向在背腹方向上延伸的那些向量分配“3” 标记 406。如将描述的，约束或解析表示可能的纤维踪迹的向量的初步分配的该能力提供了用于增强许多常规脑部分析以及提供用于分析脑部的新机制的强大工具。例如，如将更详细描述的，可执行多维、相互关联的示踪成像。具体地，使用从受检者采集的扩散数据，可评估第一向量402和第二向量404、第一向量402和第二向量404彼此相关的分量以确定与白质纤维路径一致的可能性。例如，开始于第一向量402，可执行进一步的示踪成像以确定可能与白质纤维路径的附加部分相对应的自第一向量的延伸408。比较自第一向量延伸408与其它向量402、404、406的相关分量，可评估与白质纤维路径一致的可能性。具体地，可确定通过不踪成像过程产生的第一向量402的延伸408 —般与第一向量402和第三向量406垂直且与第二向量404平行地延伸。通过考虑自第一向量的延伸408与其他向量402、404、406的相关分量，可确定延伸408具有与白质纤维路径一致的相对较高的可能性，因为它与向量402、404、406基本平行或垂直。即，可容易地向该延伸408分配“2”标记。另一方面，第二向量404的延伸410在与其他向量402、404、406相比时偏离预期的平行/垂直/基本正交取向，并且由此无法容易地向其分配任一上述标记。然而，它还可用作重要的信息。例如，它可指示通过常规成像和示踪成像过程(诸如DTI)导出的延伸410可能未正确地对应于实际纤维路径。例如，常规成像和示踪成像过程(诸如DTI)可能已错误地解析了纤维交叉。因此，如将描述的，延伸410可不被视作相互关联的示踪成像过程的一部分，从而有助于在与其他向量402、404、406或者如在下文中描述的网格结构坐标系相比时更准确地解析向量延伸。另外，自预期/预测路径的延伸的偏移可指示纤维路径的变形，该偏移还具有实质的临床价值。因此，比较自第一向量延伸408与其他向量402、404、406的相关分量的该过程被称为相互关联的示踪成像，因为与常规示踪成像过程不同，该过程考虑给定向量/延伸与其他向量/延伸的相关性。此外，该过程可称为多维、相互关联的示踪成像，因为它考虑包括其他可能的纤维踪迹的振幅和方向的相关分量。用于限定网格结构坐标系的向暈场方法可扩展上述向量/分配分析以建立更复杂的分析和建模工具。参考图5，基本平行和垂直的给定的多个向量(例如，沿着纵向延伸的向量和沿着横向延伸的向量)可用于构成描述平面500以及自其垂直延伸的向量502的函数。·如上所示，该过程包括诸如通过分配数字标记将表示为纵向、横向和背腹之一的向量的每一可能的通道进行归类。然后，可计算表示主轴(纵向、横向和背腹)的标量位，包括纵向标量位Φ (I)、横向标量位Φ (t)、以及背腹标量位Φ (d) O例如，使用示踪成像计算的白质纤维路径中的向量可将沿着纤维路径的位置限定为向量V，该向量具有以下形式V= (vx, vy, Vz) (3)；其中vx=v(x)、vy = v(y)、以及Vz=V(Z)分别为沿着x方向、y方向和z方向的扩散向量场位置的向量分量。这些向量分量可如下地与期望标量位相关V^(V) = C( V) V( V) (4);Vii)(/) = c(.\)v(x) p)以及▽多⑷= C(Z)V(Z) (6);其中c(x)、c(y)和c(z)为常数。求解或近似方程式“错误！未找到应用源。一错误！未找到应用源。(Error!Reference source not found.—Error!Reference sourcenot found.)”的结果用于确定标量位Φ⑴、Φ (t)和Φ (d)点沿着向量场分量v (y)、v (x)和v(z)的方向指向的那些位置，其中限定向量场V。可在向量场V中的位置之间使用插值法以计算其中限定向量场V的那些位置之间的位置处的标量位。现在参考图6，示出阐述一种用于产生关于受检者的神经解剖部(诸如白质组织)的坐标系的示例性方法的步骤的流程图。该方法开始于使用MRI系统采集来自受检者的图像数据，如在步骤602指示的。如上所述，通过使用诸如举例而言图2所示的脉冲序列的扩散成像方案(诸如DSI、Q-球成像、DTI、或者其他此类技术)来采集图像数据。根据采集的图像数据重构受检者的图像，如在步骤604指示的。由于这些图像使用扩散成像方案产生，因为它们指示在受检者体内的组织内发生的扩散。例如，脑部的图像指示在脑部组织(诸如灰质和白质组织)内发生的扩散。可使用重构图像限定网格结构坐标系，如在步骤606指示的。在下文中详细地描述用于限定网格结构坐标系的示例性方法。在生成网格结构坐标系之后，如在步骤608指示的，可将受检者的重构图像和网格结构坐标系提供给用户以使其可用于后续应用。现在参考图7A、7B和8，上述概念可用于形成一种用于使用包含在向量场中的扩散信息来产生或限定网格结构坐标系700的方法，该向量场描述在组织通道(诸如如图7A所示的白质组织纤维路径702)中发生的扩散。更一般地，如图7B所示，一般而言可将网格结构坐标系700映射到脑部解剖部704上，反之亦然。出于说明的目的，网格结构坐标系700的一部分706被示为覆盖有脑部解剖部704，以示出在网格结构坐标系700和脑部解剖部704之间映射时发生的变换的各方面。用于使用向量场信息来限定网格结构坐标系的示例性方法开始于首先提供扩散向量场信息，如在步骤802指示的。可通过对描绘受检者体内的扩散的重构图像执行示踪成像来提供该扩散信息，并且可例如使用路径集成或流线示踪成像技术来执行这种示踪成像。然而，替换地，可从重构图像中获取扩散信息。例如，可从根据重构图像计算的扩散张量或取向分布函数(“0DF”)中获取关于扩散的向量场信息。
处理所提供的扩散信息以限定网格结构坐标系。如在步骤804指示的，选择所提供的扩散信息中的一个或多个点，并且在一个或多个点处的向量场信息被用于执行多维、相互关联的示踪成像。具体地，如上所述，通过使用扩散数据来评估第一向量和第二向量、第一向量和第二向量彼此相关的分量以确定与白质纤维路径一致的可能性。在一个实现中，这可通过计算限定网格结构坐标系的标量位来扩展，如在步骤806指示的。例如，可使用近似法来求解方程式“错误！未找到应用源。一错误！未找到应用源。”以计算标量位。通过将标量位沿着一个主方向(例如，Φ(1)标量位的纵向)约束到非零而沿着与主方向正交的方向(例如，Φ (I)标量位的横向和背腹方向)基本约束到零，可相对于所计算的标量位限定网格结构坐标系，如在步骤808指示的。当已通过示踪成像来计算纤维路径时，可以在上文中参考图4所描述的方式(例如，使用在与该纤维路径相关联的点计算的标量位场)将纤维路径分配给纵向、横向和背腹方向之一。另外，保存取向信息(即，纤维路径是沿着正或负的纵向、横向、还是背腹方向延伸)并且还将其分配给纤维路径。用于限定网格结构坐标系的拓扑方法现在参考图9，示出阐述一种用于使用组织通道(诸如白质组织纤维路径)的拓扑特性来产生或限定网格结构坐标系的示例性方法的步骤的流程图。一般地，该过程包括将每一通道归类为纵向、横向和背腹之一。提供诸如使用示踪成像而确定或计算的白质纤维踪迹，如在步骤902指示的。从纵向白质纤维踪迹中选择一条或多条纤维路径以供处理，如在步骤904指示的。使用所选路径，在受检者的整个脑部或者其一部分中确定路径邻域，如在步骤906指示的。对于给定路径，计算使给定路径接近例如一个体元的距离内的一组所有其他路径。这些路径被称为“相邻的”，并且与一组所选路径相邻的一组所有路径被称为那些所选路径的“邻域”。作为特殊情况，该邻近性包括路径的毗连和交叉两者。邻近性表示一组路径的关系结构的简单且中性的探针，其等效于对路径空间上的拓扑的限定。由此，在路径空间上使用该邻近性来限定脑部中的纤维通道的拓扑。已标识纤维路径、并且确定受检者脑部内的路径邻域或者其一部分，确定关于受检者的神经解剖部的坐标系，如一般在908指示的。为了产生网格结构坐标系，首先将与所选路径相邻的路径分类为功能平行、相同纤维系统的一部分、或者功能交叉、交汇或垂直之一，如在步骤910指示的。当间隔在两个远程路径之间的中间路径与远程路径平行时，两条远程路径被确定为功能平行。由此，使用功能平行路径的过渡特性。当两条路径不是功能平行时，它们被确定为功能垂直的。如以上所提及的，纤维路径被标识为属于横向、纵向或背腹主坐标方向之一。纤维坐标和纤维网格关系用于标识纤维路径的方向性，如在步骤912指示的。与所选纤维相邻的纤维可被分解成正切(平行)和交叉(垂直)纤维组。这种过程可有利地用于特别的临床应用中，一些临床应用在下文中描述、或者如一般在上文中描述的。用于产生纤维层共形坐标的方法现在参考图10，示出阐述一种用于阐述诸如参考图5的纤维层共形坐标的示例性方法的步骤的流程图。可由与所选纤维交叉的一组纤维产生一纤维层。同样，可由与两个所选纤维相互交叉的一组纤维产生纤维层。一般地，给定两组交叉路径，可通过限定坐标{X, y}来产生纤维层共形坐标，其中X是沿着一组路径测量的路径距离而y是沿着另一路径测量的距离。由此，该方法开始于选择多组纤维路径，如在步骤1002指示的。然后，如在步骤1004指示的，沿着所选的多组纤维路径测量路径长度X和y以限定局部共形坐标。然后，可平滑该局部坐标并将其扩展到三维，如在步骤1006和1008分别指示的。然后，可使用以上所述的过程来产生平行的纤维层，但是可将其扩展到三维。例如，可扩展平行纤维和平行··层之间的坐标。然后，如上所述，可产生用于层共形坐标的纤维容积共形坐标，但是可将其扩展到三维。例如，给定重叠纤维系统，可将这些坐标扩展成覆盖其并集。可通过重叠系统来以此方式创建整个脑部的纤维坐标。可相对于诸如脑部中线、AC-PC线、或者其他观察物(诸如脑部的质心或惯性力矩)之类的标准解剖标志对这些坐标进行标准化。这种过程可有利地用于特别的临床应用中，一些临床应用在下文中描述、或者如一般在上文中描述的。已描述了用于产生白质纤维通道的网格结构坐标系的方法，现在提供这种坐标系的若干示例性应用。两幅或更多幅图像的比较现在参考图11A，示出一种用于使用网格结构坐标系比较两个或更多个受检者的医学图像的示例性方法的步骤的流程图。即，如以上所解释的，本发明的预测本质提供通过其可相对于彼此评估诸如向量或者自向量的经提议延伸之类的示踪成像的子分量的机制。然而，本发明的评估用途同样可跨多个示踪成像图像扩展。该方法开始于提供受检者的医学图像以及各自的网格结构坐标系信息，如在步骤1102指示的。可提供的示例性医学图像包括磁共振图像，诸如Tl-加权、T2-加权、扩散加权、功能、以及对比度增强或非对比度增强的MR血管造影图像。其他示例性医学图像可包括提供包括X射线计算机断层摄影(“CT”)系统的X射线成像系统以及包括正电子发射断层摄影(“PET”)和单光子发射计算机断层摄影(“SPECT”)系统的核医学成像系统所采集的医学图像。如在步骤1104指示的，使用所提供的医学图像和网格结构坐标系信息，可将每一医学图像映射到网格结构坐标系中，从而如在步骤1106指示的，可在所映射的医学图像之间进行准确且可靠的比较。这些比较可产生用作指示检查中的受检者特性的度量的比较信息。作为示例，在已将来自不同受检者的两个或多个脑部的医学图像(诸如磁共振图像)或者相同受检者的多幅图像映射到网格结构坐标中之后，可使用已知比较和统计法来比较这些图像。使用比较来自不同受检者的两个脑部的示例，由于这些脑部共享与一个级别上的受检者的解剖部一致、但是描述另一级别上的通用解剖关系的共有坐标系，因此可在比较之前通过将要比较的相关信息映射到其各自的坐标系中来更可靠地进行这些比较。
平询图像现在参考图11B，示出一种用于根据所获取的多个不同受检者的医学图像产生平均图像、并且使用网格结构坐标系的示例性方法的步骤的流程图。该方法开始于提供受检者的医学图像以及各自的网格结构坐标系信息，如在步骤1108指示的。可提供的示例性医学图像包括磁共振图像，诸如Tl-加权、T2-加权、扩散加权、功能、以及对比度增强或非对比度增强的MR血管造影图像。其他示例性医学图像可包括通过包括X射线CT系统的X射线成像系统以及包括PET和SPECT系统的核医学成像系统所采集的那些医学图像。使用所提供的医学图像和网格结构坐标系信息，可将每一医学图像映射到网格结构坐标系中，如在步骤1110指示的。可通过对所映射的医学图像一起求平均来创建“平均”医学图像，如在步骤1112指示的。这种平均图像可用作基于网格结构坐标系或者用于计算常模性资料的通用解剖图。例如，如在步骤1114指示的，可计算观察物的标准常模性资料(normative data),诸如特定组织类型的平均Tl或T2值。然后,在单个基础上测量与这些标准常模性资料的偏移，并且将其用作信息诊断生物标志。以此方式，这种标准常模性资料用作表示受检者的特性的度量。 连梓件现在参考图11C，示出阐述一种用于使用网格结构坐标系测量和产生表示受检者脑部中的纤维通道的连接性的图像的示例性方法的步骤的流程图。该方法开始于提供受检者的医学图像以及各自的网格结构坐标系信息，如在步骤1116指示的。可提供的示例性医学图像包括磁共振图像，诸如Tl-加权、T2-加权、扩散加权、功能、以及对比度增强或非对比度增强的MR血管造影图像。其他示例性医学图像可包括通过包括X射线CT系统的X射线成像系统以及包括PET和SPECT系统的核医学成像系统所采集的那些医学图像。使用所提供的医学图像和网格结构坐标系信息，可将每一医学图像映射到网格结构坐标系中，如在步骤1118指示的。可使用所产生的网格结构坐标系来描述和测量脑部的连接性。例如，可测量两个或更多个纵向、横向、以及背腹或{l，t，d}坐标之间的一般连接性，并且可测量两个纵向、横向、或者{1，t}坐标之间的皮层连接性，如在步骤1120指示的。该后一示例可包括从三维{l，t，d}坐标到二维{l，t}坐标的投影。还可通过将每一分量投影到它本身上来测量纤维路径连接性。例如，可通过产生可在每一点指定例如所投影的纵向分量I’或者空间路径偏移(路径长度)1-1’的三维图像来测量纵向连接性。然后，整个连接图可由三个此类图像表示，一个图像对应于每一主要{l，t，d}坐标；由此可产生表示这种纤维连接性的图像，如在步骤1122指示的。这些图像表示指示受检者的特性的度量；例如，这种度量可表示受检者脑部中纤维的连接性。纤维密度度量现在参考图11D，示出阐述一种用于使用网格结构坐标系计算纤维密度测量值的示例性方法的步骤的流程图。该方法开始于提供受检者的医学图像以及各自的网格结构坐标系信息，如在步骤1124指示的。可提供的示例性医学图像包括磁共振图像，诸如Tl-加权、T2-加权、扩散加权、功能、以及对比度增强或非对比度增强的MR血管造影图像。其他示例性医学图像可包括通过包括X射线CT系统的X射线成像系统以及包括PET和SPECT系统的核医学成像系统所采集的那些医学图像。然后，缩放或者重新缩放所提供的网格结构坐标系，如在步骤1126指示的。例如，可将这些坐标缩放或者重新缩放成表示网格结构坐标系中的特定距离上的通道的总数。使用所提供的医学图像和经缩放的网格结构坐标系信息，可将每一医学图像映射到网格结构坐标系中，如在步骤1128指示的。然后，可使用经缩放的网格结构坐标系和所映射的医学图像对受检者中的纤维的密度进行测量和归一化，如在步骤1130指示的。以此方式，可跨不同的受检者提供纤维密度的归一化测量值形式的度量。坐标系精度现在参考图11E，示出阐述一种用于测量网格结构坐标系的精度的示例性方法的步骤的流程图。该方法开始于提供受检者的医学图像以及各自的网格结构坐标系信息，如在步骤1132指示的。可提供的示例性医学图像包括磁共振图像，诸如Tl-加权、T2-加权、扩散加权、功能、以及对比度增强或非对比度增强的MR血管造影图像。其他示例性医学图像可包括通过包括X射线CT系统的X射线成像系统以及包括PET和SPECT系统的核医学成像系统所采集的那些医学图像。使用所提供的医学图像和网格结构坐标系信息，可将每一医学图像可被映射到网格结构坐标系中，如在步骤1134指示的。·可通过例如计算坐标系的测量值(诸如所谓的坐标的“Frobenius缺陷”或闭合缺陷)来估计坐标系本身的精度。在这种方法中，选择坐标系中的纤维通道中的起点，如在步骤1136指示的。自该起点产生纤维段的序列，如在步骤1138指示的。产生这些纤维段以使其在笛卡尔坐标系中可形成闭合的多边形或曲线。然后，测量跨纤维段的该序列的最终闭合间隙的向量，如在步骤1140指示的。作为示例，考虑沿着坐标方向“a”和“b”的四个步骤
权利要求
1.一种用于产生受检者的图像的方法，所述方法的步骤包括 a)采集包括白质组织的受检者脑部的图像数据； b)根据所述图像数据重构描绘白质组织的受检者图像； c)通过使所述重构图像中的白质组织与其中所述白质组织排列在基本正交的网格中的坐标系相关来产生坐标系信息；以及 d)将所述重构图像和所产生的坐标系提供给用户。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所产生的坐标系相对于所述受检者的解剖标 志居中。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述解剖标志是所述脑部的中线和前连合-后连合线中的至少之一。
4.如权利要求I所述的方法，其特征在于，排列在所述网格中的白质组织包括与白质组织的其他部分交织的白质组织的部分。
5.如权利要求I所述的方法，其特征在于，排列在所述网格中的白质组织包括排列在多层平行白质组织路径中的白质组织的多个部分。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，排列在所述网格中的白质组织包括与其他层 白质组织基本正交排列的多层白质组织。
7.如权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤c)包括选择所述白质组织中的白质纤维路径，以及标识与所选白质组织纤维路径相邻的其他白质纤维路径。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤c)包括对在步骤b)中重构的图像执行示踪成像以确定所述白质组织中的白质纤维路径。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤c)包括标识与所选白质纤维路径相邻的白质纤维路径的邻域。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤c)包括向所选白质纤维路径和所标识的其他白质纤维路径指派与所述受检者的主轴基本对齐的主方向。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述主方向是纵向、横向和背腹中的至少一个方向。
12.一种用于引导对受检者的图像的处理的方法，所述方法的步骤包括 a)采集包括包含白质纤维的白质组织的受检者的图像数据，所述图像数据对扩散敏感； b)根据所述图像数据重构描绘白质组织的所述受检者的图像； c)使用重构图像限定受检者专用的坐标系，其中不同的白质纤维彼此基本平行和彼此基本正交之一地排列；以及 d)使用所限定的坐标系处理所述受检者的图像以产生指示所述受检者的特征的度量。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，在步骤d)中处理的图像是在步骤b)中重构的图像，并且步骤d)包括使用所限定的坐标系对重构图像加权以产生指示所述受检者体内的白质纤维的所述受检者的图像。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，在步骤d)中产生的度量是对白质纤维连接性的测量，并且步骤d)包括使用所限定的坐标系确定重构图像中的两个或更多个点之间的连接性测量值。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，在步骤d)中产生的度量表示在所述受检者的不同年龄时的所述受检者体内的白质纤维的特征，并且步骤d)包括使用所限定的坐标系对指示白质纤维的所述受检者的图像执行回归。
16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，在步骤d)中产生的度量是对所限定的坐 标系的精度的测量。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，步骤d)包括在所限定的坐标系中计算闭合间隙。
18.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述图像是Tl加权的磁共振图像、T2加权的磁共振图像、扩散加权的磁共振图像、灌注加权的医学图像、功能磁共振图像、以及血管造影医学图像中的至少一个。
19.如权利要求12所述的方法，其特征在于，在步骤d)中产生的度量是描绘映射到所限定的坐标系中的多个不同受检者图像的平均的图像。
20.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述度量包括对不同白质纤维偏离排列为彼此基本平行和彼此基本正交之一的测量值。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述度量包括提供用于区域性脑部伸展的标记的偏移角。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，还包括使用所述偏移角来确定对脑部生长、正常组织结构、以及变形中的至少一个的指示。
23.一种在其上存储有指令的非瞬态计算机可读存储介质，所述指令在由处理器执行时使得所述处理器执行一种方法，所述方法的步骤包括 a)采集包括白质组织的受检者脑部的图像数据，所述图像数据反映关于所述白质组织的扩散信息； b)根据所述图像数据限定所述受检者专用的坐标系，其中所述白质组织排列在基本正交的网格中； c)使所限定的坐标系与所述图像数据相关。
24.一种用于使用医学成像数据确定受检者脑部中的白质纤维路径的方法，所述方法的步骤包括 a)采集所述受检者的图像数据，所述图像数据包括包含扩散信息的关于所述受检者脑部中的白质组织的信息； b)根据可能与在所述受检者脑部中的白质组织中形成的第一白质纤维路径的一部分相对应的扩散信息来确定第一向量； c)根据可能与在所述受检者脑部中的白质组织中形成的第二白质纤维路径的一部分相对应的扩散信息来确定第二向量； d)使用所述扩散数据、所述第一向量和所述第二向量，并且考虑所述第一向量和所述第二向量彼此相关的分量来执行相互关联的示踪成像过程，从而评估与所述第一白质纤维路径和所述第二白质纤维路径一致的可能性； e)建立在所述受检者脑部中的白质组织中形成的所述第一白质纤维路径和所述第二白质纤维路径的表示。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，步骤d)还包括分别确定可能与所述第一白质纤维路径和所述第二白质纤维路径的附加部分相对应的自所述第一向量和所述第二向量的延伸、以及考虑自所述第一向量和所述第二向量的延伸彼此相关的分量，以评估与所述第一白质纤维路径和所述第二白质纤维路径一致的可能性。
26.如权利要求24所述的方法，其特征在于，还包括通过使所述第一向量和所述第二向量与其中所述白质组织排列在基本正交的网格中的坐标系相关来产生坐标系信息。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，所产生的坐标系相对于所述受检者的解剖标志居中。
28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述解剖标志是所述脑部的中线和前连合-后连合线中的至少之一。
29.如权利要求26所述的方法，其特征在于，排列在所述网格中的白质组织包括排列在多层平行白质纤维路径中的白质组织的多个部分以及与白质组织的其他部分交织的白质组织的多个部分中的至少一个。
30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，排列在所述网格中的白质组织包括与其他层白质组织基本正交排列的多层白质组织。
31.如权利要求24所述的方法，其特征在于，步骤d)包括与纵向、横向和背腹中的至少一个方向相对应地分配所述第一向量和所述第二向量的主方向。
32.一种用于使用医学成像数据确定受检者脑部中的白质纤维路径的方法，所述方法的步骤包括 a)采集所述受检者的图像数据，所述图像数据包括包含扩散信息的关于所述受检者脑部中的白质组织的信息； b)根据可能与在所述受检者脑部中的白质组织中形成的第一白质纤维路径的一部分相对应的扩散信息来确定第一向量； c)根据可能与在所述受检者脑部中的白质组织中形成的第二白质纤维路径的一部分相对应的扩散信息来确定第二向量； d)根据可能与在所述受检者脑部中的白质组织中形成的第三白质纤维路径的一部分相对应的扩散信息来确定第三向量； e)分配与所述受检者脑部中的纵向、横向和背腹取向之一相对应的所述第一向量、所述第二向量和所述第三向量的主方向； e)考虑所述第一向量、所述第二向量和所述第三向量、以及所分配的主方向彼此相关的分量来建立所述第一白质纤维路径、所述第二白质纤维路径、以及所述第三白质纤维路径的表示。
33.如权利要求32所述的方法，其特征在于，步骤e)包括使用所述扩散数据、所述第一向量、所述第二向量和所述第三向量，考虑所述第一向量、所述第二向量和所述第三向量彼此相关的分量来执行相互关联的示踪成像过程，从而分别评估与所述第一白质纤维路径、所述第二白质纤维路径、以及所述第三白质纤维路径一致的可能性。
全文摘要
提供了受检者的组织(诸如受检者的脑部)专用的坐标系。此外，提供了用于多维、相互关联的示踪成像的系统和方法。采集包括扩散信息的受检者的图像，并且根据这些图像确定踪迹和/或可能与踪迹相关联的向量。相对于坐标系，在踪迹和/或向量一般与基本正交的网格相符的基础上使用该信息，以使白质组织纤维排列为与其他纤维基本平行或基本正交之一。该坐标系可连同重构图像提供给用户，或者可用于处理图像。类似地，在多维、相互关联的示踪成像中，提供新预测能力和新度量连同经改进的重构或处理图像的能力。
文档编号A61B5/055GK102905622SQ201180025099
公开日2013年1月30日 申请日期2011年3月25日 优先权日2010年3月25日
发明者V·J·威登 申请人:通用医疗公司