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脑电磁数值计算模型构造方法的研究

贺士娟  
【摘要】: 人被誉为“万物之灵”,是因为人具有高度发达的大脑,以及在大脑支配下 的各种复杂行为。借助高分辨率的医学成像手段获取脑的结构信息,并与功能 信息相融合实现无创伤地研究脑的行为活动,对于脑科学的研究具有非常重要 的意义。 本文利用核磁共振图象,主要展开了以下几方面的研究,其结果主要用于 脑电脑磁定位的研究。 (1)图象的去噪。在小波去噪的阈值选取上进行了改进,采用了小波Donoho 软阈值和硬阈值方法相结合的方法,并在不同尺度和不同方向上的高频分量阈 值都选取不同的策略,取得了满意的滤波效果。 (2)脑的轮廓提取和分割算法。用基于梯度矢量流Gradient Vector Flow (GVF)的动态包络模型算法提取脑轮廓,并针对该算法在脑轮廓的拐角处收 敛差的问题,对算法进行了改进;以小波多分辨率分析为指导对改进的算法进 行了进一步的优化。对一轴位层面的大脑图象,编制了基于直方图的模糊Fuzzy c means(FCM)分割大脑的算法软件。 (3)体数据的获取和真实头模型的构建。采用灰度阈值技术和数学形态学 的操作获取了头的数据;用改进的动态包络模型方法获取的脑轮廓构建起始模 板,根据相邻图象之间结构形态的相似性,融合阈值技术、形态学的操作和连 通域检测方面的知识,设计并实现了自适应模板匹配获取脑体数据的算法;在 数据的离散上,设计了一种合适的边缘搜索、离散和数据存储结构;在构建剖 分模型上,用基于最短对角线和基于3D Delaunay的方法构建了边界元计算模 型;基于表面绘制的思想,实现了头和脑的可视化。 (4)在构造的真实模型上验证边界元正向计算。


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