[发明专利]基于静息态功能连接的杏仁核谱聚类分割方法

摘要

一种基于静息态功能成像的杏仁核谱聚类分割方法，是一种基于谱聚类算法根据杏仁核内部体素功能的相似性对该脑区进行自动化高效率的方法，先对静息态磁共振数据预处理、再杏仁核脑区提取、然后杏仁核内部体素全脑功能连接计算以及最后对功能连接矩阵谱聚类分割，本发明提出的自动分割算法与杏仁核临床解剖结果取得很大程度的一致性，并且在稳定性和抗噪声干扰方面也取得较满意的结果，相对于传统手动分割方法，更加简单，方便，高效、可重复性高等多方面的优点。

主权项

1.基于静息态功能连接的杏仁核谱聚类分割方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)、对被试进行静息态磁共振图像数据采集，并进行磁共振图像数据预处理，磁共振图像数据预处理是在保留图像细节的同时，为了准确定位杏仁核脑区，首先将静息态磁共振图像配准至MNI标准空间，为提高配准精度，采用两步配准：首先将功能像配准到结构像，其次将结构像配准到标准空间，使用脑功能图像与标准模板进行仿射配准变换方式的预处理的方式，并提高脑功能图像的信噪比；(2)、提取被试杏仁核脑区，采用AAL模板将皮层和皮层下的灰质划分成90个脑区，左右杏仁核分别对应为41号脑区和42号脑区,同样将杏仁核ROI配准到MNI空间，从而提取出被试杏仁核脑区；(3)、通过计算杏仁核中每个体素的全脑连接模式，进而得到每两个体素之间的全脑连接模式相似度矩阵，提取杏仁核每个体素的时间序列信号；对其他88个脑区的静息态信号采用脑区内所有体素信号平均的方式提取；其次，通过计算每个杏仁核内部的体素信号与其他88个脑区的信号之间的相关系数，得到杏仁核体素的全脑连接矩阵M，其中元素(i,j)表示第i个杏仁核体素到第j个脑区的功能连接强度，该矩阵的每一行描述了一个杏仁核体素在静息态下和全脑其他脑区之间的连接模式，值越接近1，相关性越大；然后计算每两行连接模式之间的相关系数就能够度量两个体素在全脑功能连接模式上的相似度，记为相似度矩阵N，其中每个元素表示杏仁核第i个体素到第j个体素在全脑功能连接模式上的相似度；(4)、运用谱聚类对步骤(3)中得到的全脑连接模式相似度矩阵N进行聚类分割，实现杏仁核的子区域分割。