[发明专利]个体化脑功能图谱构建方法及系统

说明书

本发明公开了个体化脑功能图谱构建方法及系。涉及图像处理领域，其中，方法通过获取用户的扫描图像，然后计算扫描图像的感兴趣脑区中每个体素与全脑体素之间的功能连接得到功能连接矩阵，根据功能连接矩阵计算任意两个体素的相似度矩阵，并对相似度矩阵中数据进行相似度聚类得到多个子区，根据子区结合扫描图像对用户进行脑区划分构建个体化脑功能图谱。通过构建个体化的脑功能图谱，实现对个体脑功能区域进行更精确的定位，从而更好的揭示个体大脑功能的神经机制，便于制定个性化的诊疗方案，更好的指导神经调控和康复等。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其是涉及一种个体化脑功能图谱构建方法及系统。

背景技术

脑功能图谱是研究大脑功能的基础。近年来有较多研究通过构建人脑的图谱来分析大脑功能。同时近年来神经调控技术被广泛用来对神经精神疾病以及脑功能障碍的康复治疗，然而精准的神经调控的核心是对大脑功能区的精准定位，因而构建脑功能图谱是这些研究的基础。最早的脑功能图谱主要采用细胞构造、受体分布、髓鞘化特征等微观的生物组化特征进行人脑功能区的划分。今年来，越来越多的研究证实人脑的功能是由于人脑不同区域之间的连接特征决定。随着磁共振技术的发展，静息态功能磁共振能够反映大脑内在的功能连接模式，因而被广泛用来研究大脑的内在功能组织模式，通过静息态磁共振成像研究人脑功能连接脑功能图谱能够更好地定义大脑功能区。

但是相关技术中关于脑功能图谱的构建，大多是构建组水平的脑功能图谱，不能根据个体之间的差异进行构建，从而不能很好地反映个体的功能定位，由于神经调控治疗中个体差异很大，导致有的用户治疗后没有疗效。因而需要提出一种能够构建个体化功能脑功能图谱的方法。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种能够构建个体化功能脑功能图谱的方法，能够根据个体差异构建个体化的脑功能图谱。

第一方面，本发明的一个实施例提供了：一种个体化脑功能图谱构建方法，包括：

获取用户的扫描图像；

计算所述扫描图像的感兴趣脑区中每个体素与全脑体素之间的功能连接得到功能连接矩阵；

根据所述功能连接矩阵计算任意两个体素的相似度矩阵，并对所述相似度矩阵中数据进行相似度聚类得到多个子区；

根据所述子区结合所述扫描图像对所述用户进行脑区划分构建个体化脑功能图谱。

进一步地，所述体素中包含时间序列，所述计算所述扫描图像的感兴趣脑区中每个体素与全脑体素之间的功能连接得到功能连接矩阵，包括：

计算所述感兴趣脑区中所有体素的平均时间序列；

将所述平均时间序列与全脑体素进行皮尔逊相关计算得到相关系数；

根据所述相关系数得到全脑每个体素与所述感兴趣脑区的功能连接矩阵。

进一步地，所述根据所述功能连接矩阵计算任意两个体素的相似度矩阵中相似度矩阵表示为：

其中，eta²表示体素a和体素b的相似度矩阵，a_i、b_i分别表示体素a的功能连接矩阵和体素b的功能连接矩阵在位置i处的功能连接强度，m_i表示位置i处体素a的功能连接矩阵和体素b的功能连接矩阵的功能连接强度平均值，表示体素a和体素b的功能连接矩阵在所有位置的功能连接强度平均值。

进一步地，所述对所述相似度矩阵中数据进行相似度聚类得到多个子区，包括：

对所有的相似度矩阵进行平均得到组平均相似度矩阵；

利用近邻传播聚类方式对所述组平均相似度矩阵进行相似度聚类，得到聚类后的多个子区。