[发明专利]一种大脑与颈髓同步功能磁共振像的获取和数据处理方法

权利要求书

1.一种大脑与颈髓同步功能磁共振像的获取和数据处理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1，将待测被试头与颈部固定，并拉直颈髓；

步骤2，采用磁化强度预备梯度回波序列扫描方法获取大脑至颈髓的T1加权结构像；

步骤3，采用平面回波成像序列扫描方法获取脑与颈髓的同步功能像以及相匹配的主磁场图；

步骤4，保存步骤2和步骤3采集的脑与颈髓同步的联合图像；

步骤5，对步骤4中所得结构像进行切分，分别得到脑和颈髓的结构像；

步骤6，对步骤4中所得功能像进行预处理后，并切分处理，分别得到部分预处理后的脑和颈髓的功能像；

步骤7，对所得脑和颈髓的结构像进行预处理，并将其结构像分别配准到标准模板上；对脑和颈髓的功能像进行预处理，并分别对脑和颈髓的功能像进行配准、个体水平和组水平的统计分析。

2.根据权利要求1所述的大脑与颈髓同步功能磁共振像的获取和数据处理方法，其特征在于，在执行步骤2扫描时，需在矢状位将头颈部放置于矩形的扫描框中间，在冠状位将扫描框中线与脑和颈髓的中线重合，扫描框上端覆盖完整大脑，其下端覆盖至颈部区域。

3.根据权利要求1所述的大脑与颈髓同步功能磁共振像的获取和数据处理方法，其特征在于，所述步骤3中，采用同时多层成像结合并行采集方法与在脑干和颈髓部分添加局部匀场框的方式，采集大脑到颈部脊髓的完整图像。

4.根据权利要求3所述的大脑与颈髓同步功能磁共振像的获取和数据处理方法，其特征在于，在执行步骤3扫描时，需在矢状位面部增加平行于扫描框的饱和带，将被试的面部信号进行饱和控制；在矢状位将扫描框和匀场框角度调整至与颈髓平行，扫描框上端覆盖大脑，其下端覆盖至颈部区域，匀场框呈垂直于扫描框的上下边缘，颈髓处于扫描框的中心位置，同时将匀场框上端覆盖至胼胝体、丘脑部分，其下端超出扫描框至少一个颈髓节段范围；在冠状位将扫描框调整至与头颈平行，匀场框与脊柱平行且覆盖。

5.根据权利要求1所述的大脑与颈髓同步功能磁共振像的获取和数据处理方法，其特征在于，所述步骤3中，在采集脑与颈髓同步功能像前后，需采集具有两个相反相位编码方向的主磁场图，用于对功能像进行失真校正。

6.根据权利要求1-5任一所述的大脑与颈髓同步功能磁共振像的获取和数据处理方法，其特征在于，所述步骤3中，在采集脑与颈髓同步功能像时，需同步获取被试的呼吸和心跳指标，用于对功能像进行生理噪声校正。

7.根据权利要求6所述的大脑与颈髓同步功能磁共振像的获取和数据处理方法，其特征在于，所述步骤6中对脑与颈髓同步功能像进行预处理的方法是：首先，对所采集到的脑与颈髓同步功能像进行呼吸、心跳指标的生理噪声校正；然后，使用两个相反相位编码方向的主磁场图对生理噪声校正后的功能图像进行失真校正；最后，对失真校正后的功能图像进行层间时间校正处理。

8.根据权利要求1所述的大脑与颈髓同步功能磁共振像的获取和数据处理方法，其特征在于，所述步骤7中，对切分后的脑部结构像进行偏场校正和颅骨剥离预处理，用于提升图像信噪比和配准精确度；对切分后的颈髓结构像进行脊髓中线探测，分割并生成脊髓二进制掩板，在原始结构像上手动识别并标记出椎间盘点，并进行空间配准，将个体空间结构像配准到标准空间PAM50脊髓模板上，生成个体空间结构像到标准空间模板、标准空间模板到个体空间结构像两个变换矩阵，用于后续颈髓功能像配准。

9.根据权利要求8所述的大脑与颈髓同步功能磁共振像的获取和数据处理方法，其特征在于，所述步骤7中，对脑功能像通过运动校正、三维空间平滑及高通滤波的方法进行预处理；使用基于边界的线性配准方法将个体空间的脑功能像与对应个体空间脑结构像进行空间配准，再采用非线性图像配准方法将个体空间的脑功能像配准到标准空间MNI152脑模板上；进行个体水平统计建模和指标提取，并进行组水平的统计建模分析。

10.根据权利要求1所述的大脑与颈髓同步功能磁共振像的获取和数据处理方法，其特征在于，所述步骤7中，对颈髓功能像通过逐层运动校正、XY维度的二维空间平滑及高通滤波方法进行预处理；将个体空间的功能像配准到标准空间PAM50脊髓模板上，具体方法是：首先将个体空间功能像配准到个体空间结构像，随后利用个体空间功能像到个体空间结构像、以及个体空间结构像到标准空间模板的两个变换矩阵完成配准；进行个体水平统计建模和指标提取，个体水平统计分析时添加脑脊液指标作为协变量，进行组水平的统计建模分析。