一種基于fMRI腦激活數據倉庫的數據分析方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于fMRI腦激活數據倉庫的數據分析方法，包括以下步驟：建立fMRI數據倉庫的基本框架，進行數據抽取以及引入維度和事實表；進行數據處理以及多維分析。由于本發(fā)明使用數據倉庫基本原理和技術來二次處理腦激活研究中的數據，將多維分析技術引入腦激活的結果數據分析處理中，所以可以進行二次分析、處理和整合從而發(fā)現新的規(guī)律，揭示腦高級活動的深層機制，進而可以使目前散亂的腦功能成像數據和結果得到有序化運用。
【專利說明】一種基于fMRI腦激活數據倉庫的數據分析方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種將數據倉庫與數據挖掘技術引入基于fMRI腦激活數據倉庫的數據分析方法，屬于醫(yī)學圖像處理領域。
【背景技術】
[0002]隨功能性磁共振成像(functionalMagnetic Resonance Imaging, fMRI)能實時跟蹤信號的改變。例如在僅幾秒鐘內發(fā)生的思維活動，或認知實驗中信號的變化，時間分辨率達到Is。隨著該技術的不斷成熟與發(fā)展，越來越多的學者運用fMRI研究大腦的高級神經活動。fMRI極大增強了我們進行腦研究的能力，近年來已經廣泛應用于感知覺、運動控制和語言認知等腦功能研究，而這些研究活動也產生了大量的實驗數據。SPM是專門為腦功能成像數據分析，他可以解決不同圖像數據間的比較問題，給出了具有統(tǒng)計學意義的結果。
[0003]本世紀80年代中期首次提出的“數據倉庫”的概念是William H.1nmon先生在其《建立數據倉庫》一書中定義的。他認為:數據倉庫是在管理和決策中面向主題的、集成的、與時間相關的、不可修改的數據集合。但是隨著數據倉庫不斷發(fā)展與完善，其服務也應該突破管理和決策的范圍，延伸向其他領域。面對腦功能成像研究的新需求，數據倉庫的許多功能如:數據深層挖掘、多維分析和動態(tài)查詢等，都可以作為強有力的工具，為其提供全新的方法。
[0004]雖然SPM已經為實驗提供了大量的數據和結果，但隨著腦科學研究的不斷深入，對數據的挖掘不斷產生了新的需求，SPM已經無法完全滿足腦科學研究的要求。這就需要引入新技術，對數據進行二次分析、處理和整合從而發(fā)現新的規(guī)律，揭示腦高級活動的深層機制，使目前散亂的腦功能成像數據和結果得到有序化運用。因此，我們的目標就是結合SPM提供的數據和結果，如何把數據倉庫理論和方案移植到FMRI的腦科學研究當中。

【發(fā)明內容】

[0005]為解決現有數據分析技術存在的上述問題，本發(fā)明要設計一種基于fMRI腦激活數據倉庫的數據分析方法，包括以下步驟:
[0006]A、FMRI數據倉庫的建立方法；
[0007]Al、FMRI數 據倉庫的基本框架，從整體上把握數據倉庫的總體框架；
[0008]A2、數據抽??；數據倉庫的數據并非直接得到的原始數據，而是經過SPM處理后的數據；
[0009]A3、維度與事實；主要包括:被測試人員維、測試方式維、腦區(qū)域維、腦坐標維、實驗時間序列維、事實表；
[0010]B、進行數據處理；
[0011]加權像與時間構成了一個的函數,記為y=bold (X，y，z, η),其中X，y, Z分別為體素點的三維坐標；n為時間，其時間分辨率依機器設備的掃描速度而定；
[0012]對于一個體素點，它的三維坐標已定，所以函數又可寫成y=bold (x0,y0, z0,n)；[0013]B1、正規(guī)化:對每一個體素的時間序列S=應用公式I進行正規(guī)化
【權利要求】
1.一種基于fMRI腦激活數據倉庫的數據分析方法，包括以下步驟: A、FMRI數據倉庫的建立方法； AUFMRI數據倉庫的基本框架，從整體上把握數據倉庫的總體框架； A2、數據抽?。粩祿}庫的數據并非直接得到的原始數據，而是經過SPM處理后的數據； A3、維度與事實；主要包括:被測試人員維、測試方式維、腦區(qū)域維、腦坐標維、實驗時間序列維、事實表； B、進行數據處理； 加權像與時間構成了一個的函數，記為y=bold (x，y, ζ, η),其中x, y, z分別為體素點的三維坐標；n為時間，其時間分辨率依機器設備的掃描速度而定； 對于一個體素點，它的三維坐標已定，所以函數又可寫成y=bold (χΟ,yΟ, ζΟ,η)； B1、正規(guī)化:對每一個體素的時間序列S=應用公式I進行正規(guī)化
2.根據權利要求1所述的一種基于fMRI腦激活數據倉庫的數據分析方法，其特征還在于:所述BI為序列合并: 應用公式2對兩個不同任務序列求差而形成一個新的序列；由此對每個體素點沿時間軸的差的變化進行分析；
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)別為兩個不同任務的信號強度。
3.根據權利要求1所述的一種基于fMRI腦激活數據倉庫的數據分析方法，其特征還在于: 所述BI為序列計算:序列計算的目的是為了處理今后可能出現的在不同序列之間進行的更復雜計算，允許把多個序列作為變量，進行各種復雜的計算；將需要計算的序列選中，并為該序列命名一個變量，然后在表達式中編寫處理數據的計算公式，系統(tǒng)提供多中函數，如三角函數、指數和對數。
【文檔編號】G06F17/30GK103838788SQ201210491021
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月27日 優(yōu)先權日:2012年11月27日
【發(fā)明者】李勇, 劉立堂 申請人:大連靈動科技發(fā)展有限公司