56、图像融合与脑深部电刺激模拟研究

图像融合与脑深部电刺激模拟研究

在图像处理和医学模拟领域，图像融合技术以及脑深部电刺激（DBS）模拟研究都有着重要的意义。下面将分别介绍非局部曝光融合技术以及DBS模拟中对脑组织几何和电学特性的分析。

非局部曝光融合技术

在图像融合过程中，饱和像素的处理是一个关键问题。若采用仅使用非饱和像素比较斑块的策略，当饱和区域比斑块宽时，这种方法就会失效。为了获得更稳健的结果，采用了与相关研究类似的策略，即对于每个饱和像素的连通区域Ω，检测其他图像中与Ω紧邻邻域（Ω外部的一个环）最相似的区域，然后使用泊松编辑将该区域融合到参考图像中。

在实验方面，所有实验使用的搜索窗口等于全图像，斑块大小设置为s = 1（即3×3斑块）。首先，将非局部曝光融合（NLEF）方法与原始曝光融合方法在包含移动物体的静态场景上进行比较，结果显示在静态部分两者结果相似，但NLEF方法对移动物体不会产生重影。接着，将NLEF方法与另一种近期方法进行了三次比较，两种方法都依赖PatchMatch获取斑块对应关系，且使用相同的参数。从实验结果可以看出，NLEF方法产生的颜色更准确，并且该方法更快、更简单，不涉及复杂的优化过程。

脑深部电刺激模拟中脑组织几何和电学特性分析

脑深部电刺激（DBS）对丘脑底核（STN）的治疗已被证明是治疗帕金森病最有效的方法。然而，DBS的治疗机制尚不清楚，对刺激电极在大脑中产生的电压分布也缺乏全面了解。了解电压分布有助于找到最佳的刺激参数，使神经外科医生获得最佳临床效果并减少副作用。

在研究中，使用扩散磁共振成像（dMRI）来表征大脑的电导率，并定义了三种用于DBS模拟的几何类型，最后使用有限元方法估计DBS在脑组织中产生的电压