發(fā)布時(shí)間：2020-05-28 14:39

【摘要】：大腦是一個(gè)精妙而神秘的器官,對(duì)大腦的探索受到了各國(guó)政府和整個(gè)學(xué)術(shù)界的重視。近年來(lái),由于腦成像技術(shù)的快速發(fā)展,尋找腦疾病的異常功能連接和病灶是當(dāng)前腦科學(xué)的一個(gè)重要研究方向。本文以支持向量機(jī)(Support Vector Machine,SVM)方法為基礎(chǔ)構(gòu)建基于遺傳進(jìn)化的隨機(jī)SVM集群,并分別對(duì)自閉癥和阿斯伯格綜合癥展開(kāi)研究。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)提出了基于遺傳進(jìn)化的隨機(jī)SVM集群(Genetic-evolutionary Random SVM Cluster,GE-RSVMC)。首先使用SVM分類(lèi)器作為基分類(lèi)器,隨機(jī)挑選樣本與特征構(gòu)建集群,然后引入遺傳進(jìn)化的思想,對(duì)集群進(jìn)行多次進(jìn)化,逐漸完成對(duì)樣本的最優(yōu)特征選擇。由于新方法采用集群克服了單個(gè)基分類(lèi)器的性能波動(dòng),同時(shí)采用遺傳進(jìn)化的方法對(duì)集群內(nèi)部進(jìn)行優(yōu)化,這些措施有效地提高了集群的泛化性能。(2)采用基于遺傳進(jìn)化的隨機(jī)SVM集群對(duì)自閉癥進(jìn)行研究。從ABIDE數(shù)據(jù)庫(kù)中收集了103個(gè)自閉癥患者和106個(gè)健康對(duì)照者的靜息態(tài)fMRI數(shù)據(jù)。通過(guò)建立被試的腦功能連接網(wǎng)絡(luò),并且以腦區(qū)的圖論指標(biāo)為特征,采用本文提出的模型對(duì)這些被試的腦功能連接進(jìn)行分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)遺傳進(jìn)化的隨機(jī)SVM集群可以有效地識(shí)別自閉癥患者和正常人,分類(lèi)準(zhǔn)確率最高達(dá)到96.8%,并且發(fā)現(xiàn)了自閉癥患者的緣上回、島蓋部額下回、梭狀回以及海馬等腦區(qū)的功能連接存在異常。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法可能成為自閉癥診斷的輔助手段,為自閉癥的研究提供一種新的技術(shù)路線(xiàn)。(3)使用基于遺傳進(jìn)化的隨機(jī)SVM集群對(duì)阿斯伯格綜合癥進(jìn)行研究。從ABIDE數(shù)據(jù)庫(kù)中收集了62個(gè)阿斯伯格綜合癥患者和86個(gè)健康對(duì)照者的靜息態(tài)fMRI數(shù)據(jù)。通過(guò)構(gòu)建被試的功能連接作為樣本特征,使用遺傳進(jìn)化的隨機(jī)SVM集群對(duì)阿斯伯格綜合癥患者和正常人進(jìn)行分類(lèi),模型的平均準(zhǔn)確率達(dá)到了83.95%,同時(shí)發(fā)現(xiàn)角回、楔前葉、尾狀核和楔葉等腦區(qū)可以作為有效識(shí)別阿斯伯格綜合癥患者和正常人的重要腦區(qū)。該研究證明了GE-RSVMC具有良好的泛化性能,可以為阿斯伯格癥的診斷與治療提供重要參考。
【圖文】：

圖 1-2 磁共振成像機(jī)斷層掃描（Computed Tomograp不受骨像干擾、可以直接對(duì)大腦的成像，并且使腦科疾病的病理過(guò)程適用于腦科學(xué)的研究。像概述科學(xué)中發(fā)展迅速，醫(yī)學(xué)工作者可以的組織變化并以此來(lái)判斷病變區(qū)域顯，，而且對(duì)發(fā)生病變的腦功能區(qū)的共振成像（functional MRI，fMR提供了強(qiáng)有力的工具。fMRI 具有前，fMRI 主要應(yīng)用于腦科學(xué)、神的方法，探索和研究阿爾茨海默癥

碩士學(xué)位論文.5 獲取異常腦區(qū)計(jì)算最優(yōu)特征中每個(gè)腦區(qū)的出現(xiàn)次數(shù)作為權(quán)重，每個(gè)腦區(qū)的權(quán)重如圖 3-5 所代表腦區(qū)，節(jié)點(diǎn)的大小代表腦區(qū)的權(quán)重。表 3-4 顯示了具有較高權(quán)重的腦區(qū)區(qū)在 ASD 患者和正常人之間存在顯著差異。表 3-4 具有較高權(quán)重的腦區(qū)權(quán)重 腦區(qū)14 SMG.R11 IFGope.L, IFGtri.L,REC.L10 FFG.L,ORBsup.R9 HIP.R,ORBsup.L,SOG.L,IPL.L,ANG.R,PAL.R,HES.L
【學(xué)位授予單位】：湖南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：R445.2;R749.94;TP181

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