1.一种将鲤鱼磁共振扫描坐标转换为脑立体定位坐标的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:步骤1,选择体长为33.52±1.29cm、体重为0.97±0.13kg的成年健康鲤鱼15尾,将所用鲤鱼置于浓度为0.36g/L丁香酚溶液中进行药浴麻醉;
步骤2,在鲤鱼第一鱼鳞处做冠状划痕,所述第一鱼鳞处即头部与躯干交接处;
步骤3,建立基于脑立体定位仪应用的脑立体定位坐标系;以第一鱼鳞所处位置设为原点O,平行于矢状缝的水平直线定义为Y轴,正向指向吻部;以过原点平行于冠状缝的直线定义为X轴,正方向指向躯体左侧;以过原点垂直于XOY平面的垂线定义为Z轴,正方向指向腹部;
步骤4,基于鲤鱼颅骨骨性标志,建立鲤鱼颅骨表面的辅助三维空间坐标系;以第一鱼鳞所处位置设为原点O',以颅骨表面两眼之间连线中点与原点的连线定义为Y'轴,以过原点平行于冠状缝的直线定义为X'轴,以过原点垂直于X'O'Y'平面的垂线定义为Z'轴;
步骤5,进行磁共振扫描,确定扫描平面、层厚、层数和扫描视野参数;
步骤6,在矢状位磁共振图像中测量两眼球连线中点到冠状划痕的距离;
步骤7,在轴状位磁共振图像中测量两眼球连线中点到脑电极植入位点的距离;
步骤8,结合扫描层厚和脑电极植入位点所在图像的层数,确定颅骨表面辅助三维空间坐标系下电极植入位点的坐标值;
步骤9,测量两坐标系之间的夹角θ;利用两坐标系之间夹角θ构建坐标变换算法;
步骤10,将颅骨表面辅助三维空间坐标系下的脑电极植入位点坐标经过坐标变换转换为由脑立体定位仪可执行的三维坐标;
步骤9-10中,脑立体定位坐标系与颅骨表面的辅助三维空间坐标系具有相同的坐标原点,
平行于矢状缝的水平直线定义为Y轴,以颅骨表面两眼之间连线中点与原点的连线定义为Y'轴;以过原点垂直于XOY平面的垂线定义为Z轴,以过原点垂直于X'O'Y'平面的垂线定义为Z'轴;
Y轴和Y'轴之间、Z轴和Z'轴的夹角均为θ,且0<θ<90°,故脑立体定位坐标系为颅骨表面辅助三维空间坐标系绕X轴逆时针旋转2π-θ形成的坐标系,记立体定位坐标系内任意一点坐标为(X,Y,Z),则存在如下对应关系:X=X’;
Y=cos(2π-θ)*Y'+sin(2π-θ)*Z';
Z=sin(2π-θ)*Y'+cos(2π-θ)*Z';
通过以上3个公式,即可实现将鲤鱼磁共振扫描坐标转换为可执行的脑立体定位坐标,从而可以实现对鲤鱼水生动物机器人脑电极植入位点三维坐标的确定。
2.根据权利要求1所述的一种将鲤鱼磁共振扫描坐标转换为脑立体定位坐标的方法,其特征在于:步骤5中,将鲤鱼固定在磁共振成像仪的膝关节线圈内,鲤鱼呈俯卧位、头先进,进床前使磁共振扫描十字线对准颅脑中心;然后在定位项图像中确定矢状位扫描平面,扫描时,矢状位扫描平面与YOZ平面平行,矢状位成像MR获取方式为3D,成像序列选用T2WI快速自旋回波扫描序列,重复时间TR=750ms,回波时间TE=112ms,层厚=0.8mm,层数=
72,视野FOV为200×200mm2,空间分辨率为512×512,旋转角度FA=170°,平均次数NEX=1,回波链长度ETL=21,获取时间TA=442s。
3.根据权利要求1所述的一种将鲤鱼磁共振扫描坐标转换为脑立体定位坐标的方法,其特征在于:步骤5中,在矢状位扫描平面中确定轴状位扫描平面,扫描时,将轴状位扫描平面与XOY平面平行,并使视野框的上边界与颅骨表面的Y坐标轴吻合,轴状位成像MR获取方式为3D,成像序列选用T2WI自旋回波序列,重复时间TR=1000ms,回波时间TE=131ms,层厚=0.5mm,层数=56,视野FOV为119×119mm2,空间分辨率为512×512,旋转角度FA=120°,平均次数NEX=2,回波链长度ETL=65,获取时间TA=256s。
4.根据权利要求1所述的一种将鲤鱼磁共振扫描坐标转换为脑立体定位坐标的方法,其特征在于:在步骤6-8中,在矢状位磁共振图像和轴状位磁共振图像中,测量颅脑内部脑电极植入位点的坐标;在矢状位磁共振图像内测得眼球中心到冠状划痕的距离D1mm;在轴状位磁共振图像测得两眼间连线到脑电极植入位点垂直距离D2mm,则电极植入位点的纵坐标Y’=D1-D2mm,位于Y坐标轴负方向;两眼连线中点与原点的连线到电极植入位点的距离为D3mm,且位于鲤鱼躯体左侧,则电极植入位点的横坐标X’=D3mm;电极植入位点所在轴状位序列层数为N,轴状面扫描层厚为S,则Z’=N*Smm;从而得到目标位点在空间直角坐标系中的坐标(X’,Y’,Z’)。