專利名稱：基于表面重建的10-20及其擴展系統(tǒng)定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種10-20系統(tǒng)的定位方法，尤其涉及一種基于表面重建的10-20及 其擴展系統(tǒng)定位方法。
背景技術(shù)：
10-20系統(tǒng)是一系列在顱上均勻分布的空間點集，其不同的擴展系統(tǒng)，如10-10與 10-5系統(tǒng)，只是在10-20系統(tǒng)的基礎(chǔ)上成比例的增加系統(tǒng)點的密度。這些點反映的是在人 群中可重復的比較穩(wěn)定的顱腦對應關(guān)系，不同的人頭顱上被標定為相同名稱的標記點，可 以認為其對應的腦解剖區(qū)域是基本一致的。參見附圖1，10-20系統(tǒng)的空間點集是通過對頭部的4個可觀察點進行定位，以這 四個點為基準，根據(jù)兩個點之間的10%與20%來確定，并采用兩條標志線參見附圖2，一條稱為矢狀線，是從鼻凹到枕骨隆突的連線，從前向后標出五個點 Fpz, Fz, Cz, Pz, 0z, Fpz之前與Oz之后線段長度占全長的10%，其余各點間距離均占全長 的20%。參見附圖3，另一條稱為冠狀線，是由兩外耳道之間的聯(lián)系，從兩外耳道之間的連 線，從左到右也標出五個點，分別是T3、C3、Cz、C4、Τ4。Τ3和Τ4外側(cè)各占10%，其余各點 間距離均占全長20%。在這個基礎(chǔ)上再進行細一部的劃分就可得到目標的19個點。如果得到了一個被試的10-20系統(tǒng)或者一個擴展系統(tǒng)，我們就可以建立被試之間 的所檢測腦區(qū)的對應關(guān)系。10-20系統(tǒng)標記點的現(xiàn)有測量主要有兩種方法，一種是在實驗 中需要得到比較精準的10-20標記點所使用的手工測量，也就是使用皮尺等柔軟的測量工 具在被試頭上通過一步步測量最終獲得10-20標記點。但是這種方式實現(xiàn)過程過長，大約 需要30分鐘左右。并且對主試的要求比較高，另外測量過程越長會導致該次測量誤差可能 越大，因為被試無法安靜的保持不動很長時間。另一種是臨床試驗的方法，通過一頂標記好 10-20系統(tǒng)點的有彈性的帽子，通過調(diào)整帽子來得到近似的10-20系統(tǒng)標記點。這種方法雖 然比較快，但是得到的結(jié)果沒有保障，并且完全不具備可重復性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠快速、合理、準確的得到10-20系統(tǒng)或者其擴張 系統(tǒng)標記點的方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下本發(fā)明的基于表面重建的10-20及其擴展系統(tǒng)定位方法，包含以下步驟SOl 采用三維定位儀獲取被試頭顱表面采樣點的位置信息數(shù)據(jù)；S02:根據(jù)所述的位置信息數(shù)據(jù)采用表面重建技術(shù)獲得被試頭顱表面的三維模型。S03 在所述的三維模型上標記10-20或者其擴展系統(tǒng)各點。優(yōu)選的，在所述的步驟SOl中，采樣點均勻分布。更優(yōu)選的，采集均勻分布的采樣 點的位置信息數(shù)據(jù)的步驟如下首先將一個分布有均勻的通孔的帽子戴在被試頭顱上，然 后使用三維定位儀通過所述的通孔對被試頭顱上、所述通孔所在位置的位置信息數(shù)據(jù)進行記錄，得到均勻的采樣數(shù)據(jù)。優(yōu)選的，在所述的步驟S03中，在所述的三維圖形上標記10-20系統(tǒng)各點通過以下 方法實現(xiàn)Sll 將所述的三維模型離散采樣為一個關(guān)于重建表面的數(shù)據(jù)點云；S12 根據(jù)所述的數(shù)據(jù)點云，使用在頭顱MRI像上得到10_20系統(tǒng)的算法計算得到 被試頭顱的10-20系統(tǒng)各點的位置信息，并將該位置信息在被試頭顱的三維圖形上標記出來。本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明的基于表面重建的10-20及其擴展系統(tǒng)定位方法，定位快速，對被試而言 減少了等待時間，降低了因為不能保證絕對靜止不動而導致的偏差，另外對于主試而言，無 需掌握復雜的規(guī)則，僅僅需要按照一系列的標記在標記上使用儀器點一下即可。即提高了 測量的可重復性與速度，同時也減輕了主試的勞動強度。


圖1為10-20系統(tǒng)標記點的大概分布位置示意圖；圖2為10-20系統(tǒng)的冠狀線位置圖；圖3為10-20系統(tǒng)的矢狀線位置圖；圖4為本發(fā)明的方法流程圖；圖5為利用本發(fā)明的方法標記10-20系統(tǒng)點得到的結(jié)果示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的方法進一步進行說明。參見附圖3，本發(fā)明的基于表面重建的10-20及其擴展系統(tǒng)定位方法通過借助三 維定位儀，對頭顱進行一些點采樣，然后我們可以使用3D圖形學技術(shù)根據(jù)這些采樣到的點 重構(gòu)出可靠的頭顱形狀，通過得到的頭部模型，根據(jù)已存在的10-20系統(tǒng)標記規(guī)則對模型 進行自動化10-20系統(tǒng)算法標記。在2005年7月份出版的第26卷、第四期的醫(yī)學雜志 NeuroImage1184-1192 M^i^ Virtual 10—20 measurement on MR images for inter-modal linking of transcranial and tomographic neuroimaging methods (用于 模態(tài)之間顱對應以及層析成象神經(jīng)影像技術(shù)的虛擬10-20標記方法)上記載了這樣一種在 頭顱的MRI像上得到10-20算法，本發(fā)明的方法可以通過此方法實現(xiàn)，具體的，先將得到的 頭部模型離散采樣為一個關(guān)于重建表面的數(shù)據(jù)點云，然后，根據(jù)所述的數(shù)據(jù)點云，使用在頭 顱MRI像上得到10-20系統(tǒng)的算法計算得到被試頭顱的10-20系統(tǒng)各點的位置信息，并將 該位置信息在被試頭顱的三維圖形上標記出來，在此步驟之后就可以得到個體的10-20系 統(tǒng)點，具體結(jié)果參見附圖5。關(guān)于頭顱上的采樣我們應當遵循以下原則，因為我們最終是需要重建出部分的頭 皮表面，所以我們采樣的點的覆蓋范圍應該比10-20系統(tǒng)點略大。具體應該表現(xiàn)在采樣點 應該包含在鼻凹，兩耳耳側(cè)，枕骨隆突及其以上的區(qū)域，并在采樣時，對鼻凹，枕骨隆突，兩 耳耳側(cè)的位置進行特別記錄，這四個點分別是圖一中的Nz，Iz, AL, AR0連接鼻凹和兩耳耳 側(cè)以及枕骨隆突與兩耳耳側(cè)得到4條曲線，在曲線以上的就是我們所關(guān)注的采樣區(qū)域。
為了更好的完成本發(fā)明的方法，對此區(qū)域的采樣盡可能的均勻。我們可以通過使 用的帶有均勻的小洞的帽子，比如EEG (Electroencephalography腦電圖描記器)的帽子， 將帽子戴上被試，使得帽子最下沿的洞向下超過上述四個基準點鼻凹，兩耳耳側(cè)，枕骨隆 突，然后用三維定位儀去對每個小洞進行記錄就可得到均勻的采樣。采樣點的個數(shù)越多，最 終得到的結(jié)果越逼近理論。本發(fā)明的方法在實際操作過程中，需要三維定位儀及與其連接的計算機，三維定 位儀采樣得到的數(shù)據(jù)直接輸入計算機用于構(gòu)建被試的頭顱模型。其中所述的三維定位儀可 以是各種廠商或型號的立體定位儀。立體定位儀一般包含天線一個，標定用探頭3個，定位 探頭1個。最后應當說明的是，以上實施內(nèi)容僅僅是使用了特殊的過程用于舉例，實際上可 對其中過程進行更改，在不偏離本發(fā)明構(gòu)思的條件下，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
基于表面重建的10 20及其擴展系統(tǒng)定位方法，其特征在于包含以下步驟S01采用三維定位儀獲取被試頭顱表面采樣點的位置信息數(shù)據(jù)；S02根據(jù)所述的位置信息數(shù)據(jù)采用表面重建技術(shù)獲得被試頭顱表面的三維模型。S03在所述的三維模型上標記10 20或者其擴展系統(tǒng)各點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于表面重建的10-20及其擴展系統(tǒng)定位方法，其特征在于 在所述的步驟SOl中，采樣點均勻分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于表面重建的10-20及其擴展系統(tǒng)定位方法，其特征在于 采集均勻分布的采樣點的位置信息數(shù)據(jù)的步驟如下首先將一個分布有均勻的通孔的帽子 戴在被試頭顱上，然后使用三維定位儀通過所述的通孔對被試頭顱上、所述通孔所在位置 的位置信息數(shù)據(jù)進行記錄，得到均勻的采樣數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于表面重建的10-20及其擴展系統(tǒng)定位方法，其特征在于 在所述的步驟S03中，在所述的三維圖形上標記10-20系統(tǒng)各點通過以下方法實現(xiàn)511將所述的三維模型離散采樣為一個關(guān)于重建表面的數(shù)據(jù)點云；512根據(jù)所述的數(shù)據(jù)點云，使用在頭顱MRI像上得到10-20系統(tǒng)的算法計算得到被試 頭顱的10-20系統(tǒng)各點的位置信息，并將該位置信息在被試頭顱的三維圖形上標記出來。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于表面重建的10-20及其擴展系統(tǒng)定位方法，該方法通過借助三維定位儀，對頭顱進行一些點采樣，然后我們可以使用3D圖形學技術(shù)根據(jù)這些采樣到的點重構(gòu)出可靠的頭顱形狀，通過得到的頭部模型，根據(jù)已存在的10-20系統(tǒng)標記規(guī)則對模型進行自動化10-20系統(tǒng)算法標記。本發(fā)明的基于表面重建的10-20及其擴展系統(tǒng)定位方法，定位快速，對被試而言減少了等待時間，降低了因為不能保證絕對靜止不動而導致的偏差，另外對于主試而言，無需掌握復雜的規(guī)則，僅僅需要按照一系列的標記在標記上使用儀器點一下即可。即提高了測量的可重復性與速度，同時也減輕了主試的勞動強度。
文檔編號G01B21/20GK101908227SQ20101021274
公開日2010年12月8日 申請日期2010年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月30日
發(fā)明者朱朝喆, 祝浩 申請人:北京師范大學