【摘要】：帕金森病(Parkinson′s disease,PD)是老年人中第四位常見的神經(jīng)變性疾病,隨著老齡化社會的到來,PD患病率在逐漸上升。PD是慢性進展性疾病,將伴隨患者一生,而且容易進展為老年癡呆,早期診斷PD有助于及時進行干預治療,具有重要意義。醫(yī)學影像和計算機技術(shù)在輔助醫(yī)生進行PD診斷中有著重要的作用�，F(xiàn)有研究表明,PD患者的尾狀核在18F-AV-133示蹤劑下的腦PET成像結(jié)果與患病前相比呈現(xiàn)萎縮病變,其病變比例可為早期診斷提供依據(jù)。但是,僅依據(jù)腦PET成像結(jié)果無法估計病變前尾狀核體積,因此,基于患者的尾狀核在AV-133示蹤劑下的腦PET成像無法精確計算所需比例。針對該問題,考慮患者早期的尾狀核形態(tài)未發(fā)生變化,患者腦MR成像結(jié)果顯示的尾狀核與其患病前尾狀核形態(tài)一致。因此,本文基于PD患者MRI、PET、CT等多種模態(tài)下的腦影像,對PD患者尾狀核病變比例進行計算,從而實現(xiàn)對PD的定量研究分析。為了將不同模態(tài)的腦圖像設置到統(tǒng)一規(guī)格下,需要對腦MR、PET、CT原始圖像進行預處理,包括重定向、重采樣、降噪等。同時為了使不同模態(tài)的腦圖像處于同一空間坐標下,本文基于互信息方法對腦MR、CT圖像進行配準,并通過在配準之前預先分割腦CT圖像中的顱骨的方法提高配準精度。分別對配準后的腦MR圖像和預處理后的腦PET圖像進行分割,從中分割出PD患者對應的完整尾狀核和未病變尾狀核,并計算各自的體積,進而計算出尾狀核病變比例。為了便于醫(yī)生直接獲取尾狀核的結(jié)構(gòu)信息以及體積、病變比例等數(shù)據(jù)信息,基于MC(Marching Cubes)算法對尾狀核及顱骨三維重建,并將重建結(jié)果與數(shù)據(jù)結(jié)果進行顯示。最后將各分散功能模塊進行整合,搭建PD定量分析軟件平臺,為輔助醫(yī)生診斷和分析PD提供一種新的工具。
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R742.5;TP391.41
【圖文】：

多模態(tài)腦影像的 PD 定量分析系統(tǒng)主要通過對 PD 患者的T 等不同模態(tài)下的圖像進行一系列預處理、配準、分割等 圖像的分割結(jié)果計算 PD 患者完整尾狀核體積，基于 PD劑下的腦 PET 圖像分割結(jié)果計算尾狀核中未病變部分體D 患者尾狀核病變比例，實現(xiàn)對 PD 的定量分析。森定量分析方法概述屬于復雜的腦部神經(jīng)變性疾病，PD 的發(fā)病受到老化、環(huán)因素的影響[22]。尾狀核區(qū)域的多巴胺(DA)神經(jīng)元丟失是一[23]，研究表明監(jiān)測突觸末梢囊泡單胺轉(zhuǎn)運體 VMAT-2 DA 神經(jīng)末梢丟失情況。VMAT-2 的顯像劑有多種，臨床 18F-FP-DTBZ 和 18F-AV-133，其中 18F-AV-133（以下有更好的親和力和敏感性[24]。由 PD 患者 AV-133 示蹤劑下發(fā)現(xiàn)，當患者出現(xiàn)臨床癥狀時，其尾狀核在 AV-133 示蹤中已出現(xiàn)缺損[25]。如圖 2-1 所示，即為 PD 患者在 AV-1ET 圖像。

圖 2-2 PD 患者腦 MR 圖像Fig.2-2 The brain MR image of PD patient，僅計算 PD 患者尾狀核病變比例這一數(shù)據(jù)，所提供的信單純的尾狀核病變比例數(shù)據(jù)，無法對尾狀核結(jié)構(gòu)以及尾狀的情況有直觀的了解。為了方便醫(yī)生觀察尾狀核病變部位核以及未病變尾狀核進行三維重構(gòu)并顯示在同一坐標系下顯示在腦結(jié)構(gòu)中更有利于觀察其位置信息，也需要對顱骨。因此，系統(tǒng)需要實現(xiàn)對完整尾狀核、未病變尾狀核及顱示功能。尾狀核是從腦 MR 圖像中分割得到的，而尾狀核中未病T 圖像中分割得到的。腦 MR 圖像與腦 PET 圖像是由不同集的，具有不同的空間坐標系，腦組織結(jié)構(gòu)并不相對應，的腦圖像配準到同一空間下，使其腦結(jié)構(gòu)相匹配，在同一整尾狀核、未病變尾狀核以及顱骨等圖像才有意義。腦 P對病灶定位比較準確，然而其圖像分辨率較低，考慮 CT 剖關系明確，易于與腦 MR 圖像配準，在實際配準過程

PET、CT 等圖像的空間坐標一致。ET、CT 圖像預處理T、CT 圖像是由不同成像原理的設備采體積大小可能不同，所以需要首先對圖同的標準格式，以便于進一步的圖像處以下三個步驟：圖 2-1 和圖 2-2 可以看出不同模態(tài)下的定向過程對原始腦 MR、PET、CT 圖程中的標準方向選擇 RAS（右，前，后，并被廣泛應用于其它方面神經(jīng)成像軟tome[28]。首先，使用所有有效的重定向輸入圖像。然后，用戶在 GUI 中檢查RAS 坐標系模板匹配正確的一個（如圖定向之后，結(jié)果如圖 3-2 所示，圖像的便于進行觀察和后續(xù)處理。

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