一种脑模板的生成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及医学图像处理技术，特别涉及一种脑模板的生成方法。
【背景技术】
[0002]虽然科技在高速发展，但是人类对意识和思维的起源、智力和创造力的物质基础了解仍然很少。同时，随着严重危害人类健康的神经及精神疾病问题日渐增多，人们迫切需要深入了解大脑结构，具体地说，正常状态下的脑部结构是什么、大脑结构发育和退化规律是什么。因此，构建人类的脑模板成为了解决上述问题的根本核心。
[0003]目前，已有一些关于标准脑模板的研究，也就是通过采集脑部图像处理后，得到脑模板。然而，这些脑模板或来源于个别人体尸体资料、或来源单个或小规模脑部图像样本，当应用于不同年龄段、不同性别及不同种群的被测者时，就会产生较大的偏差，这已成为制约脑功能和结构研究的主要问题。进一步说，针对中国人还没有统一的中国人标准脑模板，因此，临床应用中，在判断所采集的脑图像是否存在异常时，只能与西方人的标准脑模板进行对比来确定；在脑科学研究中，在进行成组分析时，也只能将中国人大脑配准到西方人的脑模板上来报告研究成果，由于东西方人的大脑在形态上存在显著差异，因而常导致诊断不准确以及脑功能和结构定位的误差甚至为错误的问题。因此，如何针对中国人建立一个基于大规模、多中心影像学数据的标准脑模板，以提供客观和准确的脑部影像学信息，以支持进行有关大脑发育、老化理论的验证和比较，成为了一个亟待解决的问题。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明实施例提供一种脑模板的生成方法，该方法能够针对中国人，建立标准脑模板。
[0005]根据上述目的，本发明是这样实现的:
[0006]一种脑模板的生成方法，包括:
[0007]采集设定千级数量的中国人脑磁共振MRI图像；
[0008]基于所采集的中国人脑MRI图像，进行筛选归一处理后，生成标准脑模板。
[0009]所述标准脑模板包括对应不同的年龄和性别的脑模板，及相应的脑组织概率图。
[0010]所述千级数量为1000个以上，年龄段为从18岁到76岁，性别分为男女。
[0011]所述筛选归一处理包括:
[0012]对所采集的中国人脑MRI图像进行偏差场校正及头颅方向调整；
[0013]对所采集的中国人脑MRI图像对应不同的年龄和性别进行分类后，进行空间标准化处理，再进行强度分布归一化处理；
[0014]对强度分布归一化处理后的中国人脑MRI图像进行去噪处理后，得到标准脑模板。
[0015]所述空间标准化处理采用直方图配准方式进行。
[0016]所述直方图配准方式为带掩膜的基于微分同胚变换的非线性配准方式。
[0017]所述生成标准脑模板为:对不同年龄段内的中国人脑MRI图像个体采用基于核回归的权重式平均模板算法生成。
[0018]所述对应不同的年龄和性别的脑模板为:将从20岁开始至75岁每隔5岁创建脑模板，每个年龄组男女分开建脑模板，创建24个脑模板。
[0019]由上述方案可以看出，本发明实施例提供的脑模板的生成方法，首先，采集设定千级数量的中国人脑磁共振(MRI，Magnetic Resonance Imaging)图像，然后，基于所采集的中国人脑MRI图像，进行筛选归一处理后，生成标准脑模板。进一步地，所生成的标准脑模板包括对应不同的年龄和性别的脑模板，及相应的脑组织概率图。这样，本发明就可以针对中国人，建立标准脑模板，支持临床应用及脑科学研究。
【附图说明】
[0020]图1为本发明实施例提供的标准脑模板的生成方法流程图；
[0021]图2为本发明实施例提供的所创建的一组24个脑模板示意图；
[0022]图3为本发明实施例提供的标准脑模板中的脑组织概率示意图；
[0023]图4为本发明实施例提供的标准脑模板的生成方法具体例子流程图；
[0024]图5为本发明实施例提供的所采集的原始中国人脑MRI图像示意图；
[0025]图6为本发明实施例生成的中国人标准脑模板与已有脑模板的对比示意图。
【具体实施方式】
[0026]为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。
[0027]从【背景技术】可以看出，现有的标准脑模板存在样本量较小、无不同性别和年龄的区分且主要反映西方人大脑特征等缺陷，而不是针对中国人建立的，因此，基于该标准脑模板进行所采集的中国人脑图像的异常或病变判断时，就会在脑功能和结构定位上产生很大的误差。因此，本发明实施例提供的脑模板的生成方法，首先，采集设定千级数量的中国人脑MRI图像，然后，基于所采集的中国人脑MRI图像，进行筛选归一处理后，生成标准脑模板。
[0028]进一步地，所生成的标准脑模板包括对应不同的年龄和性别的脑模板，及相应的脑组织概率图。
[0029]在本发明实施例中，所建立的标准脑模板来自于设定千级数量的中国人脑MRI图像，即来自于多中心大样本的人脑MRI图像，所以可以准确地反映中国人不同年龄、不同性别脑结构的状态，纠正了现有的脑模板的不足。
[0030]在本发明实施例中，所生成的标准脑模板包括对应不同的年龄和性别的脑模板时，可以定制生成任意年龄和性别的脑模板，即针对某一临床应用和脑科学研究的患者或被测者的年龄和性别，有针对性地定制脑模板。
[0031]图1为本发明实施例提供的脑模板的生成方法流程图，其具体步骤为:
[0032]步骤101、采集设定千级数量的中国人脑MRI图像；
[0033]在本步骤中，千级数量为1000个以上，具体为大约3000个中国人脑MRI图像，被测者的年龄段为从18岁到76岁，性别分为男女，具体可以从20岁到75岁；
[0034]步骤102、基于所采集的中国人脑MRI图像，进行筛选归一处理后，生成标准脑模板。
[0035]所述进行筛选归一处理的过程为:
[0036]第一步骤，对所采集的中国人脑MRI图像进行偏差场校正及头颅方向调整，使得所采集的中国人脑MRI图像位于坐标空间的中心及头颅方向为正；
[0037]在本步骤中，进行偏差场校正可以采用高斯滤波结合B样条插值方法；
[0038]第二步骤，对所采集的中国人脑MRI图像对应不同的年龄和性别进行分类后，针对不同分类中的中国人脸MRI图像，进行空间标准化处理，再进行强度分布归一化处理；
[0039]在本步骤中，进行空间标准化处理是基于已有基础脑模板进行的