[发明专利]一种基于MRI和OPM的脑磁多模态影像配准系统及方法

权利要求书

1.一种基于MRI和OPM的脑磁多模态影像配准系统，其特征在于，包括脑磁检测设备和双标记组合式配准模块，所述脑磁检测设备包括特制脑磁头盔和磁屏蔽室，所述配准模块包括脑磁成像标记模块和核磁共振成像标记模块，所述脑磁成像标记模块包括柔性电路板及设置于所述柔性电路板上的圆形定位线圈，所述核磁共振成像标记模块包括非磁性材料做成的内置有固态油的基准块，所述柔性电路板可拆卸地设置于所述基准块上的表面，且所述基准块的上表面设有柔性电路板的定位部件；

所述脑磁成像标记模块还包括高精度电流源，用于产生稳定强度的微弱电流供所述圆形定位线圈工作；

所述配准模块为3个，分别设于被试者相对静止不动的两耳耳廓前缘上部和眉心；

所述特制脑磁头盔包括柔性材料做成的可伸缩的橡胶头套和设于头套上的用于安装固定OPM的阵列式卡槽，基于OPM的脑磁成像过程在磁屏蔽室中完成，所述OPM在脑磁成像时在圆形定位线圈所在位置采集标定基准点信息；

还包括MRI检测设备，MRI成像前，将所述脑磁成像标记模块从所述核磁共振成像标记模块上拆卸下来，MRI成像时在固态油所在位置采集标定基准点信息。

2.根据权利要求1所述的基于MRI和OPM的脑磁多模态影像配准系统，其特征在于，所述基准块为聚甲基丙烯酸甲酯材料做成的长方体模块，所述柔性电路板可拆卸地设置于所述长方体模块的上表面，所述长方体模块内部设有用于容纳所述固态油的环形空腔。

3.根据权利要求2所述的基于MRI和OPM的脑磁多模态影像配准系统，其特征在于，所述环形空腔的轴线垂直于所述长方体模块的上表面，且环形空腔的轴线与所述长方体模块上表面相交的点设有定位凸起，对应的所述柔性电路板上位于所述圆形定位线圈轴心的位置设有定位凹槽。

4.根据权利要求1所述的基于MRI和OPM的脑磁多模态影像配准系统，其特征在于，所述脑磁成像标记模块在脑磁图中的基准点与所述核磁共振成像标记模块在核磁共振图中的基准点通过基准点定位法进行配准。

5.一种基于MRI和OPM的脑磁多模态影像配准方法，其特征在于，使用权利要求1-4之一所述的基于MRI和OPM的脑磁多模态影像配准系统进行脑磁多模态影像配准，包括以下步骤：

步骤一，根据被试者头部模型的轮廓制定并佩戴特制脑磁头盔，或直接佩戴根据被试者头部模型的轮廓制定的特制脑磁头盔；并在特制脑磁头盔相应卡槽上安装固定相应数量的OPM；

步骤二，启动磁屏蔽室，屏蔽地磁场使环境磁场低于50nT，提供适用于OPM检测的微弱磁场工作条件，磁屏蔽室内配备有临床诱发磁场相关激发设备；

步骤三，取三个配准模块分别贴至被试者的眉间和两耳耳廓前缘上部，被试者戴上特制脑磁头盔后进入磁屏蔽室，启动高精度电流源使其产生稳定强度的微弱直流电供圆形定位线圈工作；

步骤四，启动OPM使其正常工作，获取脑磁图，并采集保存相应信息；

步骤五，脑磁图采集完毕后，取下特制脑磁头盔及所述配准模块中的脑磁成像标记模块，被试者仅佩戴下层核磁共振成像标记模块在MRI检测设备中进行核磁共振头部模型扫描获取核磁共振图，并采集保存相应信息；

步骤六，对采集保存的信息进行处理，将脑磁图中圆形定位线圈所在位置的基准点信息和MRI图的固态油所在位置的基准点信息的空间坐标系信息采用基准点定位法进行图像配准。

6.根据权利要求5所述的基于MRI和OPM的脑磁多模态影像配准方法，其特征在于，所述基准点定位法包括奇异值分解方法，具体为：

已知点集x＝[x_1i,x_2i,...,x_mi]^T和y＝[y_1i,y_2i,...,y_mi]^T,其中i＝1,2,...,n，寻找m×m的旋转矩阵R、缩放系数c和m维平移向量t，使得下式趋于最小：

所述点集x由通过OPM检测得到的被试者头部的圆形定位线圈所在位置处的基准点构成，点集y由MRI检测得到被试者头部的核磁共振图像进行图像分割并三维重建后的固态油所在位置处的基准点构成。