一種基于fMRI腦激活數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)分析方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于fMRI腦激活數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)分析方法，包括以下步驟：建立fMRI數(shù)據(jù)倉庫的基本框架，進(jìn)行數(shù)據(jù)抽取以及引入維度和事實(shí)表；進(jìn)行數(shù)據(jù)處理以及多維分析。由于本發(fā)明使用數(shù)據(jù)倉庫基本原理和技術(shù)來二次處理腦激活研究中的數(shù)據(jù)，將多維分析技術(shù)引入腦激活的結(jié)果數(shù)據(jù)分析處理中，所以可以進(jìn)行二次分析、處理和整合從而發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律，揭示腦高級(jí)活動(dòng)的深層機(jī)制，進(jìn)而可以使目前散亂的腦功能成像數(shù)據(jù)和結(jié)果得到有序化運(yùn)用。
【專利說明】一種基于fMRI腦激活數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種將數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)引入基于fMRI腦激活數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)分析方法，屬于醫(yī)學(xué)圖像處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨功能性磁共振成像(functionalMagnetic Resonance Imaging, fMRI)能實(shí)時(shí)跟蹤信號(hào)的改變。例如在僅幾秒鐘內(nèi)發(fā)生的思維活動(dòng)，或認(rèn)知實(shí)驗(yàn)中信號(hào)的變化，時(shí)間分辨率達(dá)到Is。隨著該技術(shù)的不斷成熟與發(fā)展，越來越多的學(xué)者運(yùn)用fMRI研究大腦的高級(jí)神經(jīng)活動(dòng)。fMRI極大增強(qiáng)了我們進(jìn)行腦研究的能力，近年來已經(jīng)廣泛應(yīng)用于感知覺、運(yùn)動(dòng)控制和語言認(rèn)知等腦功能研究，而這些研究活動(dòng)也產(chǎn)生了大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。SPM是專門為腦功能成像數(shù)據(jù)分析，他可以解決不同圖像數(shù)據(jù)間的比較問題，給出了具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的結(jié)果。
[0003]本世紀(jì)80年代中期首次提出的“數(shù)據(jù)倉庫”的概念是William H.1nmon先生在其《建立數(shù)據(jù)倉庫》一書中定義的。他認(rèn)為:數(shù)據(jù)倉庫是在管理和決策中面向主題的、集成的、與時(shí)間相關(guān)的、不可修改的數(shù)據(jù)集合。但是隨著數(shù)據(jù)倉庫不斷發(fā)展與完善，其服務(wù)也應(yīng)該突破管理和決策的范圍，延伸向其他領(lǐng)域。面對(duì)腦功能成像研究的新需求，數(shù)據(jù)倉庫的許多功能如:數(shù)據(jù)深層挖掘、多維分析和動(dòng)態(tài)查詢等，都可以作為強(qiáng)有力的工具，為其提供全新的方法。
[0004]雖然SPM已經(jīng)為實(shí)驗(yàn)提供了大量的數(shù)據(jù)和結(jié)果，但隨著腦科學(xué)研究的不斷深入，對(duì)數(shù)據(jù)的挖掘不斷產(chǎn)生了新的需求，SPM已經(jīng)無法完全滿足腦科學(xué)研究的要求。這就需要引入新技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次分析、處理和整合從而發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律，揭示腦高級(jí)活動(dòng)的深層機(jī)制，使目前散亂的腦功能成像數(shù)據(jù)和結(jié)果得到有序化運(yùn)用。因此，我們的目標(biāo)就是結(jié)合SPM提供的數(shù)據(jù)和結(jié)果，如何把數(shù)據(jù)倉庫理論和方案移植到FMRI的腦科學(xué)研究當(dāng)中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決現(xiàn)有數(shù)據(jù)分析技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明要設(shè)計(jì)一種基于fMRI腦激活數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)分析方法，包括以下步驟:
[0006]A、FMRI數(shù)據(jù)倉庫的建立方法；
[0007]Al、FMRI數(shù) 據(jù)倉庫的基本框架，從整體上把握數(shù)據(jù)倉庫的總體框架；
[0008]A2、數(shù)據(jù)抽??；數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)并非直接得到的原始數(shù)據(jù)，而是經(jīng)過SPM處理后的數(shù)據(jù)；
[0009]A3、維度與事實(shí)；主要包括:被測試人員維、測試方式維、腦區(qū)域維、腦坐標(biāo)維、實(shí)驗(yàn)時(shí)間序列維、事實(shí)表；
[0010]B、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；
[0011]加權(quán)像與時(shí)間構(gòu)成了一個(gè)的函數(shù),記為y=bold (X，y，z, η),其中X，y, Z分別為體素點(diǎn)的三維坐標(biāo)；n為時(shí)間，其時(shí)間分辨率依機(jī)器設(shè)備的掃描速度而定；
[0012]對(duì)于一個(gè)體素點(diǎn)，它的三維坐標(biāo)已定，所以函數(shù)又可寫成y=bold (x0,y0, z0,n)；[0013]B1、正規(guī)化:對(duì)每一個(gè)體素的時(shí)間序列S=應(yīng)用公式I進(jìn)行正規(guī)化
【權(quán)利要求】
1.一種基于fMRI腦激活數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)分析方法，包括以下步驟: A、FMRI數(shù)據(jù)倉庫的建立方法； AUFMRI數(shù)據(jù)倉庫的基本框架，從整體上把握數(shù)據(jù)倉庫的總體框架； A2、數(shù)據(jù)抽??；數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)并非直接得到的原始數(shù)據(jù)，而是經(jīng)過SPM處理后的數(shù)據(jù)； A3、維度與事實(shí)；主要包括:被測試人員維、測試方式維、腦區(qū)域維、腦坐標(biāo)維、實(shí)驗(yàn)時(shí)間序列維、事實(shí)表； B、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理； 加權(quán)像與時(shí)間構(gòu)成了一個(gè)的函數(shù)，記為y=bold (x，y, ζ, η),其中x, y, z分別為體素點(diǎn)的三維坐標(biāo)；n為時(shí)間，其時(shí)間分辨率依機(jī)器設(shè)備的掃描速度而定； 對(duì)于一個(gè)體素點(diǎn)，它的三維坐標(biāo)已定，所以函數(shù)又可寫成y=bold (χΟ,yΟ, ζΟ,η)； B1、正規(guī)化:對(duì)每一個(gè)體素的時(shí)間序列S=應(yīng)用公式I進(jìn)行正規(guī)化
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于fMRI腦激活數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)分析方法，其特征還在于:所述BI為序列合并: 應(yīng)用公式2對(duì)兩個(gè)不同任務(wù)序列求差而形成一個(gè)新的序列；由此對(duì)每個(gè)體素點(diǎn)沿時(shí)間軸的差的變化進(jìn)行分析；
Δ bold (X，y, ζ, η) = IdoIcI1 (x, y, z, n) -boId2 (χ, y, ζ, η)公式 2 其中，IdoIcI1 (χ, y, ζ, η)和bold2 (χ, y, ζ, η)別為兩個(gè)不同任務(wù)的信號(hào)強(qiáng)度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于fMRI腦激活數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)分析方法，其特征還在于: 所述BI為序列計(jì)算:序列計(jì)算的目的是為了處理今后可能出現(xiàn)的在不同序列之間進(jìn)行的更復(fù)雜計(jì)算，允許把多個(gè)序列作為變量，進(jìn)行各種復(fù)雜的計(jì)算；將需要計(jì)算的序列選中，并為該序列命名一個(gè)變量，然后在表達(dá)式中編寫處理數(shù)據(jù)的計(jì)算公式，系統(tǒng)提供多中函數(shù)，如三角函數(shù)、指數(shù)和對(duì)數(shù)。
【文檔編號(hào)】G06F17/30GK103838788SQ201210491021
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月27日
【發(fā)明者】李勇, 劉立堂 申請(qǐng)人:大連靈動(dòng)科技發(fā)展有限公司