一种大脑内波传播矢量分析方法及相关装置

本申请属于神经科学，特别涉及一种大脑内波传播矢量分析方法及相关装置。

背景技术：

1、在神经科学领域，分析大脑成像数据对于实现神经学科理论及机制至关重要，在研究大脑功能、疾病成因、物质扩散、信号传递等多个实际方面具有强大的定量定性分析基础。其中，动物脑成像中荧光成像内亮度和数值的相关变化形成了视觉中波传播的概念，了解分析波传播在脑成像中的过程，对比波传播过程中的速度与方向差异，能够在众多神经科学问题中揭示发现机制。

2、在现有应用较多的技术中，研究者或技术人员通常根据脑成像视频的像素数值大小来研究波的形成和消退过程。而这种波传播脑成像分析方法往往对于极端奇异值敏感，或者对成像质量的要求非常高；然而，在现实应用中我们常常难以获得质量很高的成像视频，因此数值大小会出现极大不准确性，同时可能由于噪点等原因出现数值极差很大的极端奇点，使得分析流程受其影响。同时，在此类分析流程中，需要研究者深入数据本身，查看数值区间，人为设定相关阈值进行筛选和剔除，因此对领域知识有一定需求；在处理过程中需要领域内人员设定不同的阈值，也容易受到人为干扰，算法泛化性较差，难以形成通用框架。现有技术存在不足。

技术实现思路

1、本申请的主要目的是提供一种大脑内波传播矢量分析方法及相关装置，旨在解决现有波传播脑成像分析方法对于极端奇异值敏感，对成像质量的要求高，且泛化性差的问题。

2、为实现上述目的，一方面，本申请提供一种大脑内波传播矢量分析方法，包括：

3、获取至少一段大脑成像视频；

4、对所述大脑成像视频的逐帧像素值进行相位变换；

5、根据相位变换结果进行波传播矢量计算，得到大脑内波传播波速及方向。

6、另一方面，本申请还包括一种大脑内波传播矢量分析装置，包括：图像获取单元，被配置成获取待处理大脑成像视频图像；处理单元，被配置成调用目标大脑内波传播矢量分析方法对所述待处理大脑成像视频图像进行矢量分析；其中，所述大脑内波传播矢量分析方法为上述任一项所述的大脑内波传播矢量分析方法。

7、另一方面，本申请还包括一种计算机可读存储介质，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述任一项所述的大脑内波传播矢量分析方法。

8、另一方面，本申请还包括一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述任一项所述的大脑内波传播矢量分析方法。本申请的上述技术方案中，通过对所述大脑成像视频的逐帧像素值进行相位变换；并根据相位变换结果进行波传播矢量计算，得到大脑内波传播波速及方向，减少了极端奇异值、噪声的影响，使得计算流程不再高度依赖视频成像质量和专业人员介入，极大地减少了采样成本和人力成本。同时实现了对波起始区域源的寻找和波传播的可视化呈现，使得波传播过程更加直观，全自动算法也使得计算过程泛化性增强，具有较高的普适性。

1.一种大脑内波传播矢量分析方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的大脑内波传播矢量分析方法，其特征在于，在步骤“获取至少一段大脑成像视频”之后还包括以下步骤：

3.如权利要求1或2所述的大脑内波传播矢量分析方法，其特征在于，在步骤“对所述大脑成像视频逐帧的像素值进行相位转换”之前还包括以下步骤：

4.如权利要求3所述的大脑内波传播矢量分析方法，其特征在于，所述相位变化过滤算法包括：

5.如权利要求1所述的大脑内波传播矢量分析方法，其特征在于，所述相位变换包括：

6.如权利要求5所述的大脑内波传播矢量分析方法，其特征在于，对所述相位转换结果进行相位解缠绕处理，以消除2π跳变，恢复连续相位分布。

7.如权利要求5所述的大脑内波传播矢量分析方法，其特征在于，对所述相位转换结果进行保序回归优化，保证相位的单调递增特性。

8.如权利要求5-7所述的大脑内波传播矢量分析方法，其特征在于，所述波传播矢量计算包括：

9.如权利要求8所述的大脑内波传播矢量分析方法，其特征在于，根据所述波传播的矢量速度，比对所述大脑成像视频全帧内的相位情况，根据波传播的扩散与弥散的过程推导形成波传播的起源区域。

10.如权利要求9所述的大脑内波传播矢量分析方法，其特征在于，根据波传播的矢量速度，经光流渲染处理，得到速度变化的可视化箭头矢量图。

11.一种大脑内波传播矢量分析装置，其特征在于，包括：图像获取单元，被配置成获取待处理大脑成像视频图像；处理单元，被配置成调用目标大脑内波传播矢量分析方法对所述待处理大脑成像视频图像进行矢量分析；其中，所述大脑内波传播矢量分析方法为权利要求1-10中任一项所述的大脑内波传播矢量分析方法。

12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-10中任一项所述的大脑内波传播矢量分析方法。

13.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-10中任一项所述的大脑内波传播矢量分析方法。