[发明专利]一种可以精准定位和精准推算脑区的方法和系统

说明书

本发明专利公开一种基于核磁共振成像(MRI)的脑区精准定位和推算的方法和系统。该方法和系统在MRI技术的基础上，使用电极和/或成像流体标记，以此获得电极成像和/或脑区坐标系。该方法不仅可以精准定位，而且可以对一定范围内的脑区进行精准推算。该方法的建立，可以解决动物实验中脑区的精准定位及推算问题；在保证定位准确性的情况下，能够减少脑区定位次数，减少对动物的损伤和MRI扫描成本。

技术领域

本发明涉及一种可以精准定位和精准推算脑区的方法和系统，不仅适用于竖直的记录，也适用于倾斜的、有角度的实验记录。

背景技术

现有技术中，在神经科学领域，为了理解大脑的神经机制、脑内及脑区间的神经网络关系，以及理解脑疾病的发病机制等目的，需要对目标脑区进行神经活动的记录，再将记录到的神经活动与宏观行为或疾病进行分析。所以脑区的精准定位十分重要，只有定位准确才能保证记录的数据准确，从而保证对脑区功能的理解正确。

在本发明中涉及的术语解释如下：

磁共振(mageticresonance，MR)；在恒定磁场中的核子，在相应的射频脉冲激发后，其电磁能量的吸收和释放，称为磁共振。

加权像(weightimage.WI)：为了评判被检测组织的各种参数，通过调节重复时间TR。回波时间TE，可以得到突出某种组织特征参数的图像，此图像称为加权像。

磁共振成像过程大致如下：人体组织中的原子核(含基数质子或中子，一般指氢质子)在强磁场中磁化，梯度场给予空间定位后，射频脉冲激励特定进动频率的氢质子产生共振，接受激励的氢质子驰豫过程中释放能量，即磁共振信号，计算机将MR信号收集起来，按强度转换成黑白灰阶，按位置组成二维或三维的形态，最终组成MR图像。

弛豫：在射频脉冲的激发下，人体组织内氢质子吸收能量处于激发状态。射频脉冲终止后，处于激发状态的氢质子恢复其原始状态，这个过程称为弛豫。

即：在一个均匀磁场B0中，氢原子核的旋转(spin)会出现两种自旋状态，一种是沿着磁场方向(up状态)，一种是沿着磁场反方向(down状态)。旋转的频率与磁场强度相关,称为拉莫频率。平均而言，大部分的原子核是沿着磁场方向旋转的，因此在达到平衡状态下，会产生一个与B0方向的相同的磁化M0(magnetization)，这M0为MRI信号的来源。

T1弛豫的发生是因为旋转核与周围环境(即晶格，lattice)之间有能量交换，引起up状态和down状态的原子核数量发生改变，重新恢复到未加B1的平衡状态时的数量分布，因此Mz会恢复到M0，而T1也称为自旋-晶格弛豫时间。

T2弛豫的发生也有一定程度的上述因素，但除此之外，也因为旋转核相互之间有能量交换，各个原子核旋转的相位变得随机，其磁化向量的净值(Mxy)逐渐衰减。故T2也称为自旋-自旋弛豫时间。

T1加权成像(T1WI)----突出组织T1弛豫(纵向弛豫)差别。

T2加权成像(T2WI)----突出组织T2弛豫(横向弛豫)差别。

在任何序列图像上，信号采集时刻横向的磁化矢量越大，MR信号越强。

T1加权像短TR、短TE——T1加权像，T1像特点：组织的T1越短，恢复越快，信号就越强；组织的T1越长，恢复越慢，信号就越弱。

T2加权像长TR、长TE——T2加权像，T2像特点：组织的T2越长，恢复越慢，信号就越强；组织的T2越短，恢复越快，信号就越弱。

质子密度加权像长TR、短TE——质子密度加权像，图像特点：组织的rH越大，信号就越强；rH越小，信号就越弱。

一般认为，T1加权像上的高(亮)信号多由于出血或脂肪组织引起。T1观察解剖结构较好。T2显示组织病变较好。水为长T1长T2，T2对出血敏感，因水T2呈白色。