[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

说明书

本发明公开了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，获取大脑至颈髓的T1加权结构像；获取脑与颈髓的同步功能像以及相匹配的主磁场图；对所得结构像进行切分，得到脑和颈髓的结构像；对功能像进行预处理后，进行切分处理，得到部分预处理后的脑和颈髓的功能像；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，并分别对脑和颈髓功能像进行配准、个体水平和组水平的统计分析。本发明针对脑与颈髓同步结构像和功能像数据提供了标准化获取和联合处理流程，能够捕获反映经典实验任务的脑区、颈髓区域的激活，获取图像时间短，可以用于推广研究人体中枢神经系统内的神经活动。

技术领域

本发明属于中枢神经系统研究技术领域，具体涉及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。

背景技术

中枢神经系统是神经系统的主体构成部分，由大脑和颈髓组成。中枢神经系统负责获取和整合外部信息，并且能够自上而下支配个体的全部行为和活动，对人类生存和发展具有重要作用，因此，充分理解中枢神经系统的结构和功能具有重要意义。

脑与颈髓同步功能磁共振成像(simultaneous brain-cervical cord fMRI)是过去10年里出现的一种新兴的成像技术，它使我们能够无创性、无侵入性且高空间分辨率地探究人类中枢神经系统功能。但是，相比于脑成像和颈髓成像而言，脑与颈髓同步成像目前仍未有较为通用的、适宜于基础科研和临床推广的方法。

由于脑干至颈髓周边组织(如骨骼、软骨、空气等)的磁化率差异很大，磁场的不均匀性会导致颈髓部分功能像出现较为明显的形变和信号丢失，因此，优化脊髓成像质量的核心之一是通过多种方法提升成像区域的磁化率均匀性。但是，目前已有的脑与颈髓同步成像方法往往需要较长(约25分钟)的局部匀场时间，而且脑与颈髓分开成像的两段式成像方法只针对感兴趣区域的颈髓(C5-C6节段)进行成像，往往不能获得大脑至颈髓的完整信号，一些关键节段信号会存在缺失或失真，图像获取时间长、图像信息不完整对于临床推广而言是很大的阻碍，使得脑与颈髓同步成像的研究进展整体相对缓慢。

考虑到脑与颈髓同步fMRI对于无创性地探索中枢神经系统功能以及相关疾病机制的重要作用，开发一种成像时间短、稳定高质量，而且便于临床多站点推广的脑与颈髓同步功能成像技术将对基础科研和临床应用具有重要意义。

发明内容

为了实现对脑与颈髓同步功能成像，缩短成像时间、提升成像质量和稳定性，避免脑与颈髓中一些关键节段信号的丢失，本发明提供了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。

所述具体方案如下：

本发明提供了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，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(magnetization prepared rapidacquisition gradient-echo sequences,MPRAGE)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(echo planar imaging,EPI)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(B0)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。