基于体素的形态学分析

摘要： 目的:应用磁共振成像(MRI)技术探究空气细颗粒物PM2.5暴露水平对健康成年人大脑灰质体积(GMV)和认知功能的影响。方法:选取487例健康成人,采集一般人口学信息及详细居住信息,并根据居住信息获取各受试近6个月和8岁~15岁期间的PM2.5暴露水平,对所有研究对象完成高分辨率结构MRI扫描,使用中文版精神分裂症认知功能成套测验-共识版(MCCB)进行认知测查,使用相关和回归分析探索空气PM2.5暴露水平与GMV和认知功能的关联。结果:近6个月PM2.5暴露水平与大脑右侧额下回三角部(brodmann分区[BA]45)和右侧颞中回(BA22)GMV存在负性关联(FWE校正,P10体素);与MCCB认知评估的信息处理速度-连线测试(r=-0.17,P10体素),且与信息处理速度-连线测试、推理和问题解决-迷宫测验评分也呈负相关(r=-0.12、-0.17,均P<0.05)。结论:近期及儿童期较高的PM2.5暴露水平可能与较低的部分脑区GMV和较差的信息处理速度以及推理和问题解决能力存在关联。

摘要： 目的:联合应用基于体素的形态学测量(VBM)技术与比率低频振幅(fALFF)方法分析维持性血液透析的终末期肾病(ESRD)患者大脑结构与功能的改变。方法:选取2020年1月至2021年1月于南京医科大学附属常州第二人民医院肾内科进行维持性血液透析的ESRD患者43例,同期招募健康志愿者(HC组)33例。所有受试者均同步完成神经心理学测试及MR检查,获取神经心理学测试结果及3D T1WI、静息态功能磁共振成像(rs⁃fMRI)数据。图像预处理后行数据分析,获得2组受试者间脑灰质体积(GMV)及平均fALFF(mfALFF)值有统计学差异的脑区。结果:与HC组相比,维持性血液透析的ESRD患者MoCA评分明显减低(P<0.001)。与HC组相比,维持性血液透析的ESRD患者GMV值减低的脑区为左侧颞上回、左侧颞中回、左侧楔前叶、左侧中央前回、左侧后扣带回、右侧额上回、右侧额中回、右侧额下回、右侧颞中回(P<0.05);平均fALFF(mfALFF)值减低的脑区为左侧颞上回、左侧额上回、左侧额中回、左侧额下回、左侧中央后回、左侧前扣带回、左侧枕中回、右侧楔前叶(P<0.05)。结论:ESRD维持性血液透析患者大脑结构与功能改变存在优势脑区,同时结构及功能异常的脑区部分重叠,提示其为非独立性改变,并与多维度认知功能损害密切相关。

摘要： 目的:建立缺血性卒中(MCAO)大鼠模型,观察电针曲池、足三里穴对MCAO模型大鼠脑功能的影响。方法:将24只SPF级雄性SD大鼠随机分为假手术组(S组)、模型组(M组)和电针组(EA组),记录体重、神经缺损评分(NDS)、脑血流及造模前(B)、造模后(1d)、造模后(10d)的静息态功能磁共振(rs-fMRI),对比观察电针干预对脑缺血大鼠脑功能康复的影响。结果:NDS评分:M组、EA组2h、1d、3d、5d、7d均显著高于S组(P<0.05);M组1d、3d、5d、7d均显著高于EA组(P<0.05)。体重:S组、EA组3d、5d、7d与B、1d相比显著上升(P<0.05);M组7d与1d相比显著上升(P<0.05);M组与S组相比1d时显著下降(P<0.05);M组与S组、EA组相比5d、7d时均显著下降(P<0.05)。血流量、红细胞浓度:S组、EA组2h与B相比显著下降(P<0.05);S组1d与2h相比显著上升(P<0.05);EA组3d与2h相比显著上升(P<0.05);M组1d、3d、5d、7d时与其S组、EA组相比均显著下降(P<0.05)。脑成像中,10d时EA组在健侧小脑、脑干的基于体素的形态学分析(voxel-based morphometry,VBM)显著高于S组(P<0.05)。结论:电针早期干预对脑缺血大鼠的脑功能有影响,可能与建立有效的侧支循环及增强神经元活动有关,从而影响运动相关的脑区,具有促进运动功能康复的潜力。

摘要： 局灶性皮质发育不良(focal cortical dysplasia,FCD)是导致药物难治性癫痫的常见原因之一,Ⅰ型在FCD中的占比为38.3%,而Ⅱ型占比为61.7%。手术是治疗FCD的有效方式。术前发现病灶并精准定位是决定手术方式及预后的重要因素。目前对于FCD的诊断主要依赖MRI检查,但是,高达40%的Ⅱ型FCD和85%的Ⅰ型FCD病灶在常规MRI上表现为阴性,给诊断和手术带来极大的难度。随着MRI硬件、软件及后处理技术的发展,极大提高了FCD在常规MRI表现为阴性的检出率(综合诊断增益率为31%),对病灶准确定位、指导手术、降低术后癫痫发作具有重要意义。因此本文就提高常规MRI表现为阴性的FCD检出率的方法进行综述。

摘要： 目的探讨首发未治疗精神分裂症缺陷型与非缺陷型之间大脑的结构差异。方法纳入精神分裂症患者和正常对照,使用缺陷型精神分裂症诊断量表对患者进行分型,采用阳性和阴性症状量表评定患者的症状,所有受试者进行脑结构MRI扫描,采集高分辨T_(1)加权图像后使用基于体素的形态学分析,比较各组脑结构的差异。结果本研究纳入首发未治疗缺陷型与非缺陷型精神分裂症患者各44例,以及正常对照44名。精神分裂症缺陷型患者与正常对照相比白质体积缺损,分布于小脑和左侧丘脑(P0.05)。非缺陷型患者右侧舌回(r=0.37,P=0.02)及左侧舌回(r=0.39,P=0.01)白质体积与阴性症状存在相关。结论缺陷型精神分裂症在疾病早期白质损伤脑区涉及小脑、丘脑,这为寻找临床特异性指标提供了线索。

摘要： 进食障碍(ED)谱系疾病是一组严重的精神类疾病,常见类型为神经性厌食症(AN)、神经性贪食症(BN)、暴食障碍(BED)。ED与脑结构重塑有关,结构MRI包括基于体素的形态学分析(VBM)、基于表面的形态学分析(SBM)和扩散张量成像(DTI),可用于观察脑灰质形态学和白质微观改变。综述多种结构MRI技术在AN、BN、BED中的研究进展,以期揭示ED的神经病理学机制,为治疗提供新思路。

摘要： 缺血性脑卒中(IS)是一种严重的脑组织缺血坏死性疾病,其不同病程阶段的脑结构损伤、重塑与病人后期脑神经功能障碍的恢复及生活质量密切相关.基于体素的形态学分析(VBM)能定量分析全脑灰、白质间体积和密度的差异,在IS的病情评估、病程监测、治疗及康复方案选择等方面表现出独特优势.对VBM技术及其在IS运动功能、认知功能及卒中后抑郁研究等方面的进展进行综述.

摘要： 目的 分析慢性失眠患者的全脑结构磁共振成像(MRI)特征,探讨慢性失眠患者大脑灰质结构的改变及其临床意义.方法 收集2016年9月至2018年9月于内蒙古科技大学包头医学院第一附属医院神经内科门诊及病房就诊的慢性失眠患者35例,选择同期就诊于本院的睡眠正常者35名作为对照,于16:00时在安静、舒适的神经内科心理咨询室对其进行睡眠状况自评量表、匹兹堡睡眠质量指数量表、失眠严重指数、汉密尔顿抑郁量表、汉密尔顿焦虑量表及简易精神状态检查量表测评,之后对受试者进行结构MRI扫描,使用SPM8软件,通过基于体素的形态学分析方法分析横断面T,WI-选择性水激励快速梯度回波成像序列、T2WI-快速自旋回波序列、T2WI-液体衰减反转恢复序列等相关数据.结果 与正常睡眠对照组相比,慢性失眠患者组的左背外侧额上回、眶额叶(左眶部额上回、右侧眶部额上中下回)、左楔前叶、左枕中回、双侧颞下回及左顶下缘角回的灰质体积减小,左枕中回、左楔前叶灰质体积与睡眠状况自评量表评分呈负相关(左枕中回:r=-0.482,P=0.003;左楔前叶:r=-0.358,P=0.035);左枕中回的灰质体积与汉密尔顿焦虑量表评分呈负相关(r=-0.348,P=0.040).结论 慢性失眠患者多个脑区的灰质体积发生变化,可能与慢性失眠患者的情绪、认知障碍有关.

摘要： 目的 分析慢性失眠患者的全脑结构磁共振成像(MRI)特征,探讨慢性失眠患者大脑灰质结构的改变及其临床意义.方法 收集2016年9月至2018年9月于内蒙古科技大学包头医学院第一附属医院神经内科门诊及病房就诊的慢性失眠患者35例,选择同期就诊于本院的睡眠正常者35名作为对照,于16:00时在安静、舒适的神经内科心理咨询室对其进行睡眠状况自评量表、匹兹堡睡眠质量指数量表、失眠严重指数、汉密尔顿抑郁量表、汉密尔顿焦虑量表及简易精神状态检查量表测评,之后对受试者进行结构MRI扫描,使用SPM8软件,通过基于体素的形态学分析方法分析横断面T1WI-选择性水激励快速梯度回波成像序列、T2WI-快速自旋回波序列、T2WI-液体衰减反转恢复序列等相关数据.结果 与正常睡眠对照组相比,慢性失眠患者组的左背外侧额上回、眶额叶(左眶部额上回、右侧眶部额上中下回)、左楔前叶、左枕中回、双侧颞下回及左顶下缘角回的灰质体积减小,左枕中回、左楔前叶灰质体积与睡眠状况自评量表评分呈负相关(左枕中回:r=-0.482,P=0.003;左楔前叶:r=-0.358,P=0.035);左枕中回的灰质体积与汉密尔顿焦虑量表评分呈负相关(r=-0.348,P=0.040).结论 慢性失眠患者多个脑区的灰质体积发生变化,可能与慢性失眠患者的情绪、认知障碍有关.

摘要： 目的:建立缺血性脑卒中大鼠右侧大脑中动脉阻塞(middle cerebral artery occlusion,MCAO)模型,观察经颅交流电刺激(transcranial alternating current stimulation,tACS)干预对缺血性脑卒中大鼠行为学及静息态功能性磁共振成像(resting-state functional magnetic resonance imaging,rs-fMRI)的影响.方法:24只雄性SD大鼠随机分为假手术组(S组)、模型组(M组)和tACS组(T组),记录体重,神经缺损评分(neurological deficit scores,NDS)及造模前(B)、造模后1天(D1)、造模后10天(D10)的rs-fMRI,对比观察tACS干预对MCAO模型大鼠rs-fMRI的影响.结果:NDS评分:M组、T组2h、D1、D3、D5、D7与S组相比显著升高(P＜ 0.05);T组D3、D5、D7与M组相比显著降低(P＜0.05).体重:M组、T组D1与其他各时间相比显著下降;S组D5、D7与其他各时间相比显著上升;S组D3与B、D1相比显著上升(P＜0.05);而M组在D1、D3、D5、D7与S组相比均显著下降(P＜ 0.05).脑成像:D10时,T组在健侧前额叶皮质、患侧前额叶皮质、健侧前扣带皮质的脑区局部一致性(regional homogeneity,ReHo)显著高于S组(P＜ 0.05);T组D10在患侧前额叶皮质、患侧海马的ReHo显著高于D1(P＜ 0.05).D1时,T组在健侧下丘脑、患侧脑脚间核、健侧嗅球的基于体素的形态学分析(voxel-based morphometry,VBM)显著高于S组(P＜0.05);T组D10在患侧海马、上丘脑、纹状体的VBM显著低于D1 (P＜ 0.05).此外,T组D10时灰质体积显著大于S组(P＜0.05).D1时,T组在嗅球的双侧血管小球层、纹状体的低频振荡振幅(amplitude of low-frequency fluctuation,ALFF)显著高于S组(P＜0.05);D10时,T组在双侧小脑、纹状体、前额叶皮质、嗅球的ALFF显著高于S组(P＜ 0.05).结论:tACS早期干预对MCAO大鼠的脑功能有影响,可能与其增强神经元活动及增大灰质体积有关.除了对学习记忆相关脑区,tACS可能还对运动相关脑区有影响从而促进运动功能康复.

摘要： 本发明涉及基于形态学分析的环境监测高光谱数据谱段选择方法，与现有技术相比解决了高光谱数据包含成像质量不佳的谱段、谱段冗余度较高并且运算效率低的缺陷。本发明包括以下步骤：环境监测高光谱数据的获取；基于采样聚类的类别信息获取；计算光谱差异；形态极值点的提取；环境监测高光谱谱段的选择。本发明通过以非监督的方式获取像元的先验类别信息，使得所选择出来的谱段能够对图像中的类别具有很高的判别能力，能够有效选择出针对不同类别的目标而言信息差异较大的那些谱段。

摘要： 本发明公开了一种用于计算机图形图像处理的、基于GPU平台和形态学分量分析的快速图像分割方法。针对传统的图像分割技术运算效率低、分割效果不佳，提出一种基于GPU平台和形态学分量分析的快速图像分割方法，能有效的减少运算时间、显著的提高分解效果。其实现步骤如为：由于本发明充分的利用了GPU并行运算的优势，并且实现了形态学分量分析的算法，大大提高图像分割的效率，从而实现图像的快速分割。

摘要： 本发明提供一种基于超声影像的跟腱形态学分析系统及方法，能够准确、可靠、形象的估计出跟腱长度和跟腱形态的改变。采取了一种简单可行的定量分析方法，对每位受试者进行简易跟腱直线模型处理，获取了跟腱长度以及跟腱插入角度这两个参数指标。该装置及方法简洁，原理易懂，便于操作，可提供具体的人体生物力学参数给造鞋业，辅助工程上相关行业者制造出更符合人体生理结构的高跟鞋。

摘要： 本发明公开了一种基于形态学分析的布匹瑕疵检测方法，采用线阵相机对运动中的布匹进行图像采集，通过对布匹灰度图像进行，获取布匹相邻组织点间距，作为结构元素大小参考值；接着进行形态学闭操作，填充常规的织点缝隙，瑕疵处的织点数偏少且不规律，在亮度上被突显出来；最后，对图像进行二值化处理，其阈值的确定通过灰度幂次变换的γ训练选取进行控制，统计并标注二值瑕疵图，输出瑕疵信息，完成布匹的瑕疵检测过程。本发明方法结构更加准确简单，提高了计算速度；能够减弱背景亮度不均的干扰；便于实现自动检测。

摘要： 本发明公开了一种基于多尺度形态学分析的齿轮故障诊断方法。其步骤为：利用加速度传感器获取齿轮振动加速度信号；采用EMD分解方法将获得的振动加速度信号分解为多个IMF分量；从分解的IMF分量中选取包含故障主要信号的高频IMF分量，利用选取的IMF分量重构信号；对重构信号进行多尺度形态学解调分析；观察解调结果频谱图是否在故障特征频率或其倍频处存在明显峰值，进而判断旋转机械是否发生故障。本发明方法可较准确判断该旋转机械是否发生故障。

摘要： 基于形态学分析的轮胎X射线图像缺陷提取模型构建方法，属于轮胎图像的无损检测技术领域。它包括以下步骤：1、获取轮胎X射线缺陷图像数据集；2、轮胎X射图像分割预处理；3、提取胎肩和胎侧特征；4、轮胎X射线增强预处理；5、计算最大边缘信息确定缺陷位置；6、轮胎缺陷提取模型表现评估。本发明提出了一种基于形态学分析的轮胎X射线图像缺陷提取方法，提高了缺陷识别和定位的准确度；该方法利用图像分割和图像增强，增强了轮胎各部分的边界并进行了准确划分，对胎肩和胎侧区域进行缺陷识别和提取；基于数学形态学方法很好地消除了规则底纹以及小噪声，修复了规则底纹的某些断口，提高了缺陷的提取效果。

摘要： 本发明涉及基于形态学分析的环境监测高光谱数据谱段选择方法，与现有技术相比解决了高光谱数据包含成像质量不佳的谱段、谱段冗余度较高并且运算效率低的缺陷。本发明包括以下步骤：环境监测高光谱数据的获取；基于采样聚类的类别信息获取；计算光谱差异；形态极值点的提取；环境监测高光谱谱段的选择。本发明通过以非监督的方式获取像元的先验类别信息，使得所选择出来的谱段能够对图像中的类别具有很高的判别能力，能够有效选择出针对不同类别的目标而言信息差异较大的那些谱段。

摘要： 本发明公开了一种用于计算机图形图像处理的、基于GPU平台和形态学分量分析的快速图像分割方法。针对传统的图像分割技术运算效率低、分割效果不佳，提出一种基于GPU平台和形态学分量分析的快速图像分割方法，能有效的减少运算时间、显著的提高分解效果。其实现步骤如为：由于本发明充分的利用了GPU并行运算的优势，并且实现了形态学分量分析的算法，大大提高图像分割的效率，从而实现图像的快速分割。

摘要： 本发明提供一种基于超声影像的跟腱形态学分析系统及方法，能够准确、可靠、形象的估计出跟腱长度和跟腱形态的改变。采取了一种简单可行的定量分析方法，对每位受试者进行简易跟腱直线模型处理，获取了跟腱长度以及跟腱插入角度这两个参数指标。该装置及方法简洁，原理易懂，便于操作，可提供具体的人体生物力学参数给造鞋业，辅助工程上相关行业者制造出更符合人体生理结构的高跟鞋。

摘要： 本发明公开了一种基于形态学分析的布匹瑕疵检测方法，采用线阵相机对运动中的布匹进行图像采集，通过对布匹灰度图像进行，获取布匹相邻组织点间距，作为结构元素大小参考值；接着进行形态学闭操作，填充常规的织点缝隙，瑕疵处的织点数偏少且不规律，在亮度上被突显出来；最后，对图像进行二值化处理，其阈值的确定通过灰度幂次变换的γ训练选取进行控制，统计并标注二值瑕疵图，输出瑕疵信息，完成布匹的瑕疵检测过程。本发明方法结构更加准确简单，提高了计算速度；能够减弱背景亮度不均的干扰；便于实现自动检测。