1、功能磁共振图像在听觉中的初步研究姓名： 学号：专业：医学影像工程指导老师：课题背景近年，随着磁共振技术及脑神经学的发展，人们对神经系统的研究已经开始不仅仅局限于解剖定位，更多是通过磁共振这种无创的检查方法加深脑功能方面的研究， 1990年代一种新的技术诞 功能磁共振成像（ functional magnetic resonance imaging， fMRI）诞生，它主要是基于被检器官或组织的功能发生改变而获取信息。本文利用基于 matlab上的 spm12来完成功能磁共振听神经图像的处理。使得 SPM能够对这些数据做更好的统计分析。脑功能核磁共振成像原理BOLD-fMRI的主要是利用含氧血红
2、蛋白与脱氧血红蛋白的磁敏感性不同的特点来进行成像的。当被试受到外界任务刺激时，局部脑活动增强，耗氧量增加，脱氧血红蛋白含量增加。之后由于脑血流速度、流量增加使得含氧血液以灌注方式很快增加，局部脑区含氧血红蛋白浓度迅速上升。由于含氧血红蛋白具有抗磁性，与脱氧血红蛋白相比，含氧血红蛋白的 T2弛豫时间明显增强，在 T*2加权图像上表现出局部信号增强 11。通过采集静息和任务状态下的一系列磁共振图像，进行数据处理和统计分析，就可以得到任务引起的脑激活情况。听觉机制概述外界 声波 通过介质传到外耳道，再传到鼓膜。鼓膜振动，通过听小骨放大之后传到 内耳 ，刺激耳蜗内的纤毛细胞 （也称：听觉感受器）而产生
3、 神经冲动 。神经冲动沿着 听神经 传到 大脑皮层 的 听觉中枢 ，形成听觉。图像处理软件 SPM12SPM(statistical parametric mapping)是专门为脑功能成像数据分析而设计的一个通用软件包。本论文通过介绍 SPM图像处理的原理以及 SPM图像处理分析的过程来研究大脑在收到声音刺激时脑功能的工作状况。 数据预处理是指为了保证后续对数据处理的准确性和方便性 ,在对数据进行一些重要的处理之前 ,对数据进行一些必要的预先处理。本文使用 SPM对静息态 fMRI 数据做时间层校正、头动校正、配准、分割、空间标准化以及平滑处理等预处理 。图像处理的目的时间层校正目的：纠正扫
4、描层之间的时间差异。头动校正目的：去除 fMRI数据中的运动伪影。配准目的：是将所有的图像同一个 volume对齐，对功能像与结构像做一个信息变换。分割目的：将结构像分割为灰质、白质、脑脊液使被试的结构像与功能像相配。空间标准化目的：将 fMRI数据标准化至一个共同的立体空间(比如 Talairach空间 )，允许把显著性的活动投入共同的标准空间中加以分析和比较。平滑目的：增加信噪比；对于图像部分效果进行增强。图像处理的过程图像处理的过程一 . Realignment头动校正在 spm空间与处理菜单窗口下的 REALIGN窗口中选择REALIGN(EsT 在 “Reslice Options“
5、 中单击 “Resliced images“ ，选择 “Mean Image Only“.二 . Coregister 配准在 spm空间与处理菜单窗口下的 Coregister窗口中选择Coregister(Estimate )Reference Image-选择头动校正后生成的 mean*.img文件 ; 然后 Source Image-选择 3D文件，即 data3D文件夹中的 .img文件 ; 其余选项采用默认设置，保存，点击上方绿色的三角开始运行。图像处理的过程三 . Segment 分割在 spm12中选择 Segment; 点击 Data-Volumes选择配准后的 3D图像，即
6、 data3D文件夹中的 .img文件 ; 然后选择 Save Bias Corrected-选择 Save Bias Corrected; 点击Deformation Fields-选择 Forward; 其余选项采用默认设置，保存，开始运行。 SPM将创建的灰质和白质的图像和偏置场校正结构图像。图像处理的过程四 . Normalise 标准化在 spm12中选中 Normalise (Write); 点击 Data-New “ Subject“ ; 然后点击 Deformation Fields-选择 y sM00223 002.nii; 再点击 Image to Write-要写入的文件，选择 3D文件下的 ms*.img文件 ; 进入 Voxel sizes2 2 2 改为 3 3 3; 其余选项采用默认设置，保存，开始运行。五 . Smooth 平滑在 spm12中选中 Normalise (Write)；然后 Image to smooth-选择做完标准化后的以 w开头的功能像文件 ；进入 FWHM 8 8 8改为 6 6 6-半宽全高，通常取体素的 2倍 ；其余选项采用默认设置，保存，开始运行。
