[发明专利]脑功能图谱的绘制方法和系统

说明书

本发明公开了一种脑功能图谱的绘制方法和系统。方法包括：利用脑功能图谱模板对个体的脑功能图谱进行初始化，得到初始的个体脑功能图谱；将初始的个体脑功能图谱分为若干个大区，每个大区包括若干个功能区；进入迭代，每一次迭代过程包括：依次计算每个大区中的每个体素与该大区中的每个功能区的连接度，将每个体素调整到与该体素的连接度最高的功能区，直至完成对所有体素的调整；在满足终结条件时，终止迭代，得到最终的个体脑功能图谱。本发明技术方案可绘制高精度的个体脑功能图谱，在多种不同的精度或者说分辨率下，都能实现高稳定性、高可靠性和低噪声。

技术领域

本发明涉及医学图像处理技术领域，具体涉及一种脑功能图谱的绘制方法和系统。

背景技术

19世纪初，德国神经解剖学家Korbinian Brodmann首次绘制人类大脑图谱(Brodmann脑图谱)，指出了大脑的不同区域是负责不同功能的。从此，脑图谱一直是脑科学研究的重要方向。人类大脑如何分区，区域的界限及这些区域之间的联系，对脑科学基础及临床研究具有重要的意义。

长期以来，因为对人脑的不了解和技术的局限，脑图谱只能通过“群体”的方式绘制，也就是研究一群人的大脑，进行统计分析来画出“平均”的图谱。“群体”脑图谱可发现很多人类共性和规律，在科研上很有意义。目前代表美国脑图谱的就是“群体”图谱，这个脑图谱是由Glasser等人于2016年发在Nature上(Glasser et al，Nature，A multi-modalparcellation of human cerebral cortex，2016)。

但在临床上，医生关注的是病人个体，需要的是“个体”脑图谱。事实上，人类的大脑千差万别，没有两个人的大脑是完全相同的(Mueller et al,Neuron,IndividualVariability in Functional Connectivity Architecture of the Human Brain,2013)。“群体”脑图谱抹杀了个体的独特性，在临床上意义有限，甚致有误导性。所以，“个体”脑图谱的绘制是一个非常需要但一直没有解决的问题。

专利US 9,662,039 B2(Liu et al.)描述了一个绘制“个体”脑图谱的方法。该方法可成功绘制出18个功能网络，是一大进步。但是，当用该方法来绘制更高精度的脑功能图谱时(比方说112个网络)，会出现稳定性问题和抗噪声性弱的缺点，因此结果不可靠，噪声大。据我们所知，目前“个体”脑图谱的绘制还没有好的解决方法。

发明内容

本发明主要解决的技术问题在于提供一种脑功能图谱的绘制方法，克服现有技术绘制高精度个体脑功能图谱中存在的稳定性低、抗噪声性弱、结果不可靠等问题，以实现准确可靠的绘制出个体的全脑功能网络，在不同的精度下都具有高稳定性、高可靠性和低噪声。本发明要解决的技术问题还在于提供一种脑功能图谱的绘制系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

本发明第一方面提供一种脑功能图谱的绘制方法，包括：利用脑功能图谱模板对个体的脑功能图谱进行初始化，得到初始的个体脑功能图谱，该初始的个体脑功能图谱将个体大脑分为多个功能区；将初始的个体脑功能图谱分为若干个大区，每个大区包括若干个功能区；进入迭代，每一次迭代过程包括：依次计算每个大区中的每个体素与该大区中的每个功能区的连接度，将每个体素调整到与该体素的连接度最高的功能区，直至完成对所有体素的调整；在满足终结条件时，终止迭代，得到最终的个体脑功能图谱。并且，可基于最终的个体脑功能图谱，生成相应的报告和/或图像。