褶皱是人类大脑皮层的一个基本形状特征,它对于刻画人类大脑的结构来说非常重要,这些褶皱的形状不仅在不同的大脑之间表现出差异性,而且在同一个大脑上的左右半脑上都显示出差异性,很多神经影像学领域的研究表明大脑皮层褶皱模式可以用来预测大脑皮层细胞结构和功能,以及理解和分辨正常大脑和疾病大脑,这在一定程度上意味着大脑皮层褶皱模式具有一定的规律性。同时,许多其他的研究也表明大脑皮层褶皱模式具有多变性。最近有些研究者研究发现在我们的大脑皮层上存在358个感兴趣区域,每一个感兴趣区域在不同的个体以及群体中都具有比较一致的纤维连接模式,因此对于大脑的功能有一定的预言性。然而,这些感兴趣区域的大脑皮层褶皱模式的规律性和变化性还是未知数。为了解决这个问题,本篇论文的目的就是通过从DTI数据重建的大脑皮层表面来研究这358个感兴趣区域的局部尺度和亚观尺度的大脑皮层褶皱模式的规律性和变化性。本文的基本思想是对于每个感兴趣区域,从一组大脑皮层表面中提取出形状特征,然后来评估它们的规律性和变化性。本文分别从基于局部尺度的褶皱模式和基于亚观尺度的褶皱模式两个不同的角度分析了感兴趣区域的组间相似度。基于局部尺度时,利用基于视觉词汇概念的形状描述子来对褶皱模式进行描述,基于亚观尺度时,利用基于多项式模型的参数表达法来对褶皱模式进行描述,最后,利用余弦相似度的理论分析每个感兴趣区域的组间相似度。实验结果表明有些感兴趣区域具有比较规律的大脑皮层褶皱模式,然而其他的却表现出更多的变化性。整体来说,研究和实验表明形态学的大脑皮层褶皱模式可以作为纤维连接模型的补充,这样就关于MRI和DTI的大脑映射方法提供了全新的见解,在未来,基于形状和基于连接的特征可以结合起来用于大脑图像的配准和功能映射的应用上,这样就可以利用互补的两个特征空间的信息。