脑部磁共振成像(MRI)的分析对于神经系统疾病的准确诊断与治疗至关重要,其技术水平的提升将直接促进整体健康质量的改善。由于MRI数据重构的固有特性,该领域仍存在诸多可进一步优化的方向,例如疾病检测与病灶分割、数据增强、采集效率提升以及图像质量优化等。多年来,研究人员已提出多种方法应对这些挑战。近年来,机器学习(Machine Learning)与深度学习(Deep Learning)逐渐成为解决此类问题的主流技术路径。多种数据挖掘方法(包括监督学习、无监督学习、降维技术、生成模型等)及相应算法均可应用于MRI图像分析任务。此外,其他图像处理任务中涌现出的新一代深度学习架构也具有借鉴价值,例如新型卷积结构、自编码器(Autoencoders)以及生成对抗网络(Generative Adversarial Networks, GANs)等。因此,本研究旨在将上述新兴技术之一应用于T1加权脑部MRI(T1-weighted MRI, T1WMRI)图像的分析。具体而言,我们将构建一种深度卷积自编码器(Deep Convolutional Autoencoder),以期解决神经影像学中部分关键问题。该自编码器的输入为正常对照组的T1WMRI图像,其目标是尽可能重建出与原始输入一致的图像。然而,在网络架构内部,图像需经过一个低维隐空间(lower-dimensional latent space)进行编码与解码,这使得原始图像的精确重建面临挑战。因此,该自编码器可被视为一种“正常参照模型”(normative model),用于刻画无病状态下神经解剖结构的变异分布(即正常范围)。在利用正常对照图像完成训练后,我们将探讨该自编码器在实际应用中的潜力,例如作为图像去噪工具或潜在的疾病检测器。