5.2.2　基于表面的形态学分析

脑皮层厚度是指灰质结构内外表面的距离。人类的大脑皮层由大量神经元组成，平均厚度为2.5～3.0 mm。皮层厚度分析能够提供皮层柱内关于神经元、神经胶质细胞大小、密度和排列的信息。皮层厚度的测量主要采用基于表面的形态学测量方法。FreeSurfer是一种可以对磁共振图像进行皮层厚度自动分析的工具，它将全脑与标准脑膜板进行配准，然后进行脑灰白质的分割，从而计算皮层厚度。通过组间比较，可以观察到患者脑皮层厚度相对于正常人的变化。

研究者常基于FreeSurfer平台进行SBM，处理步骤如下。

（1）将原始图像DICOM（医学数字成像和通信）格式转换成nii格式；格式转换后，将所有被试的3D结构磁共振T1加权像导入FreeSurfer。

（2）图像配准：将个体图像尽量与标准脑膜板相匹配，主要是在几何意义上校正，对个体图像进行平移、旋转、缩放等，使得形变后的个体图像与标准脑膜板的相似度最大，使得不同个体间的解剖结构相对应，方便后续处理。

（3）不均匀场校正：由于在MRI成像过程中，磁场强度不均匀等因素可导致同一脑组织结构如灰质、白质、脑脊液等在不同区域对比度和灰度值有较大的不同，而脑影像分割很大程度上取决于灰度值的差异，因此为了保证分割准确，需要进行不均匀场校正。

（4）组织分割：去除脑影像中非脑组织成分如头骨等，将脑组织分割为灰质、白质、脑脊液。

（5）曲面重建：将完成分割后的脑组织，用一系列方法对脑白质和脑灰质进行三维曲面重建，得到的三维边界曲面能更好地区分脑组织，计算形态学指标。

（6）图像后处理：先计算基于表面形态学指标，如脑皮层厚度、表面积、体积等；为了减少噪声，提高信噪比，使被试间的比较在合理的空间标度范围内进行，对图像进行了去噪平滑。

（7）统计分析：对皮层厚度进行组间对比，采用FreeSurfer中的QDEC线性模型对皮层厚度数据进行统计分析，得到对比结果。