摘要：大鼠脑皮层厚度测量在大脑研究、精神疾病的诊断和治疗都具有重要的意义，但是目前并没有成熟的大鼠脑皮层厚度测量和分析方法。本课题组以大鼠为研究对象，采用基于地图集分割和拉普拉斯方程法建立了大鼠脑皮层厚度测量分析方法（voxel-based cortical thickness VBCT）。
关键词：大鼠、皮层厚度、拉普拉斯
1.绪 言 活体动物脑成像实验在脑科学研究中具有不可替代的作用，例如重大脑疾病发病机理的研究、新药物的疗效评价等都需要首先使用动物进行纵向跟踪实验。然而，由于人脑与鼠脑本质的差别，目前适用于人脑的皮层厚度测量方法及软件并不适用于大鼠MRI的数据分析。随着动物脑成像实验的广泛开展，如何对其进行有效的数据后处理是目前亟待解决的问题。
2．实验方法 本课题组以大鼠为研究对象，采用基于地图集分割和拉普拉斯方程法建立了大鼠脑皮层厚度测量分析方法（voxel-based cortical thickness VBCT）。其数据分析流程主要包括皮层边界定义、厚度计算、统计分析三部分。①以原始图像为参考标准，将模板图像向它做标准化，得到变换矩阵A；②将变换矩阵A作用于模板大脑Mask，得到个体脑的Mask，再将该Mask作用于原始图像，得到去除脑外的个体大脑图像；③以个体脑图像（去除脑外）为参考标准，将模板图像（去除脑外）向它做标准化，得到变换矩阵B；④将变换矩阵B作用于模板皮层边界，得到个体图像的皮层边界；⑤对个体皮层边界内区域，求解拉普拉斯方程，得到缓慢变化且相互平行的等势面；⑥对势能场用欧拉PDE方法求解皮层厚度；⑦基于SPM做大鼠脑皮层厚度的逐像素统计分析，为了保存厚度原值，先求得矫正矩阵，标准化之后对厚度值做矫正。
3．結果与讨论 通过对比原始图像和处理过程的中间图像，本题目所采用的基于地图集的分割方法能较好的分割出皮层边界，保存了个体差异性；基于拉普拉斯方程法解得的势能场均匀变化且层次分明，复合皮层的生理解剖结构；最后测得的皮层厚度在沿皮层垂线方向保持一致，区域之间差异明显，符合实际数据情况；该方法的准确性、鲁棒性、有效性有待进一步模拟数据和真实数据验证。
