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申请/专利权人：中日友好医院(中日友好临床医学研究所)

摘要：公开SCA3患者脑脊液动态异常的评估方法及装置。通过获取T1加权结构MRI图像作为处理的基础数据，CP自动分割，CSF自动分割，分割结果审核与校正，体积标准化处理，比较健康组HCs和SCA3患者组之间的脉络丛体积量化差异。比较健康组HCs和SCA3患者组之间的脑脊液体积量化差异。通过获取受试者的DTI图像，分数各向异性图像的空间标准化，定义不同区域感兴趣区，提取不同区域扩散值，计算不同区域DTI‑ALPS指数，区域细分与梯度计算，用双样本t检验方法比较HCs和患者之间区域性DTI‑ALPS指数的差异，能够揭示患者脑脊液、在脑部区域性脑类淋巴系统情况、在脑内液体在PVS流动方面的异常情况。

主权项：1.SCA3患者脑脊液动态异常的评估方法，其特征在于：其包括以下步骤：（1）获取高分辨率T1图像、DTI图像作为处理的基础数据：让受试者进入MRI扫描仪的扫描室，并确保其头部固定，以减少运动伪影，检查获取的高分辨率T1图像、DTI图像数据完整；将MRI图像数据转换NIfTI格式的图像文件；使用图像处理方法去除MRI图像中的非脑部结构；（2）CP自动分割：利用Freesurfer的皮质重建方法，从T1加权结构MRI图像中使用先验解剖知识和概率模型，将每个体素归类为特定的解剖结构；（3）CSF自动分割：使用FSL软件中的FAST，混合高斯模型和偏移场校正方法将大脑图像分割成不同的组织类型：CSF、灰质和白质，通过最大期望EM算法迭代地估计每个体素属于每种组织类型的概率，并进行偏移场校正以应对成像中的不均匀性；（4）分割结果审核与校正：对分割得到的CP区域进行人工审核和校正，以确保分割结果的准确性和可靠性，包括手动编辑边界、去除噪声、填补空洞操作；（5）体积标准化处理：对于CP体积计算，FreeSurfer在分割完成后生成一个包含所有脑区分割结果的文件，文件包含各个解剖结构的标签，使用FreeSurfer的统计工具提取脉络丛区域的体积信息；对于CSF体积计算，使用CSF概率图像，该图像的每个体素值表示该体素属于CSF的概率，并对其进行标准化处理，以减少个体间的差异性；使用总颅内体积ICV作为参考，计算CP、CSF与ICV的比值；（6）比较健康组和SCA3患者组之间的体积差异：用双样本t检验方法比较HCs和SCA3患者之间CP体积和CSF体积的差异；（7）分数各向异性FA图像的空间标准化：首先使用FSL软件中的dtifit工具计算FA图和其他扩散指标图；其次，使用FSL的FLIRT工具将每位受试者的FA图或其他扩散指标图注册到JHU图谱模板的FA图，将得到的变换矩阵应用于其他扩散指标图，以确保所有DTI基础图都位于统一的JHU图谱空间中，并具有1×1×1mm³的空间分辨率；（8）定义不同区域感兴趣区ROI：确定ROI位置、参考坐标；定义ROI形状和大小；创建ROI；（9）提取不同区域扩散值：使用FSL的fslstats工具从前、中、后三个区域每个ROI中提取Dxx,proj、Dxx,assoc、Dyy,proj、Dzz,assoc的平均值，Dxx,proj为投射纤维区域沿x方向的水分子扩散系数，Dxx,assoc为联络纤维区域沿x方向的水分子扩散系数；Dyy,proj为投射纤维区域沿y方向的水分子扩散系数；Dzz,assoc为投射纤维区域沿z方向的水分子扩散系数；（10）计算不同区域DTI-ALPS指数：DTI-ALPS指数定义为Dxx,proj和Dxx,assoc与Dyy,proj和Dzz,assoc的比值，其公式为： ，计算各区域的DTI-ALPS指数：分别计算前DTI-ALPS、中DTI-ALPS和后DTI-ALPS；（11）区域细分与梯度计算：在1毫米间隔下从大小为3×3×3mm³的ROI计算DTI-ALPS梯度；（12）用双样本t检验方法比较HCs和SCA3患者之间区域性DTI-ALPS指数的差异。

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