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大脑皮层是包裹在大脑外侧由神经细胞胞体组成的连通皮状结构,是人体调节机能的最高级部位,是人类抽象思维和意识活动的物质基础。皮层厚度是大脑皮层一个重要的形态学指标,会随着大脑的发育、老化以及病理改变,在相应区域出现某些变化,因此被广泛用于研究神经生理相关疾病和大脑的生长发育。随着核磁共振成像(RMI)技术的发展,基于MR图像的皮层厚度测量和分析已经成为脑科学重要的研究手段。 动物实验在脑科学研究中占有重要的地位,特别是大鼠具有繁殖能力强、实验周期短、易于做成疾病模型及跟人类基因相近等优点,成为各研究机构进行动物脑实验的首选,但目前还没有成熟的用于大鼠的脑皮层厚度测量方法。 本文将大鼠脑部MR图像分割、拉普拉斯方程法测量厚度、逐像素统计分析相结合,建立一套自动测量并分析大鼠脑皮层厚度的方法,并利用模拟和真实数据对该方法进行了准确性和有效性验证。本文的主要工作有: (1)采用基于地图集反向配准的方法提取大鼠脑皮层结构,在原始个体空间测量皮层厚度,与传统方法相比,保存了个体差异性,提高了测量精度,增强了组间皮层厚度差异的识别能力。 (2)采用拉普拉斯方程法测量皮层厚度,并基于大鼠脑皮层第三边界的特殊情况,提出欧拉-偏微分方程法分类计算皮层厚度,即保证了计算精度,又提高了运算效率。 (3)将SPM的逐像素分析方法用于皮层厚度图,解决不同个体之间解剖位置对应问题,实现逐像素皮层厚度分析(VBCT),并用大鼠MR图像对整个皮层厚度测量分析平台进行评估。 本文基于MR图像建立大鼠脑皮层厚度的测量分析方法,为鼠脑实验提供方便有效的数据处理及分析手段,以期为脑科学研究尽一份绵薄之力。