【摘要】：功能磁共振成像(Functional magnetic resonance imaging,fMRI)是探索大腦神經(jīng)活動、研究腦區(qū)功能的重要成像手段,并在腦科學(xué)領(lǐng)域中得到了普遍應(yīng)用。從這種小樣本、高維度特性的fMRI數(shù)據(jù)中識別出內(nèi)在的腦區(qū)活動模式,對理解人腦意義重大。近二十年來,隨著模式識別技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法的發(fā)展,fMRI的分類研究逐漸成為了研究人員的興趣所在。本文基于fMRI數(shù)據(jù)提出了兩種新的分類方法,并分別用于輕度認(rèn)知障礙的識別研究與阿爾茨海默癥的歷程研究。本文的主要內(nèi)容描述如下:(1)提出一種新的加權(quán)隨機(jī)SVM集群(Weighted Random SVM Cluster,WRSVMC)算法。該算法主要分為兩部分,一是通過隨機(jī)選擇樣本和特征建立多個SVM基分類器,以構(gòu)建集成分類器;二是在投票過程中,對每個SVM進(jìn)行加權(quán),以優(yōu)化模型的集成性能。本文結(jié)合fMRI數(shù)據(jù)和圖論特征,采用WRSVMC算法對輕度認(rèn)知障礙患者和健康對照展開了分類研究。結(jié)果表明,分類準(zhǔn)確率高達(dá)87.67%,并且可以找到回直肌、中央前回、嗅皮質(zhì)和枕中回等受該病影響的腦區(qū),這為輕度認(rèn)知障礙的診斷研究提供了新的思路。(2)提出加權(quán)進(jìn)化的隨機(jī)SVM集群(Weighted-evolutionary Random SVM Cluster,WERSVMC)算法。該算法創(chuàng)新性地將進(jìn)化的思想引入到加權(quán)隨機(jī)SVM集群中,動態(tài)地從高維樣本特征中逐一刪減冗余特征,以獲取異常特征,最終找到與這些特征相關(guān)聯(lián)的異常腦區(qū)。本文結(jié)合fMRI數(shù)據(jù)和功能連接特征,利用WERSVMC對阿爾茨海默癥歷程展開實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明,WERSVMC算法對早期和晚期輕度認(rèn)知障礙組的分類準(zhǔn)確率達(dá)到了90%,對晚期輕度認(rèn)知障礙和阿爾茨海默癥組的分類準(zhǔn)確率達(dá)到了88.89%。在這兩組實(shí)驗(yàn)中,一些異常腦區(qū)(顳上回,顳中回和腦島)被同時檢測到,說明這些腦區(qū)在阿爾茨海默癥歷程中扮演著重要角色。而部分腦區(qū)僅出現(xiàn)在一組實(shí)驗(yàn)中,這又說明了在阿爾茨海默癥的不同演化階段中,異常腦區(qū)發(fā)生了微妙改變,這為阿爾茨海默癥歷程的病理研究提供了一個新視角。
【學(xué)位授予單位】：湖南師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：R445.2;R749.1;TP181
【圖文】：

圖 1-1 德國西門子 fMRI 掃描機(jī)器磁共振成像技術(shù)概述I 是基于傳統(tǒng) MRI 而衍生出來的一種新興腦成像技術(shù)，它可以準(zhǔn)確、清楚地繪制大腦的解剖圖像，并理解人類在執(zhí)行特定功能進(jìn)行的各種神經(jīng)活動。作為一種無創(chuàng)傷且簡單易操作的腦成像工提出就成功吸引了無數(shù)科學(xué)家們的注意，并迅速被臨床人員應(yīng)用覺、思維記憶、疾病干預(yù)等領(lǐng)域。例如，科研人員能夠通過 fMR象的潛在行為；醫(yī)學(xué)人員能夠通過 fMRI圖像研究病患腦部功能的應(yīng)的醫(yī)療方案。水平依賴功能磁共振成像情況下，fMRI 技術(shù)指的是血氧水平依賴功能磁共振成像(Blood

基于加權(quán)隨機(jī) SVM 集群的腦科學(xué)研究現(xiàn)青少年患者在后扣帶皮層與默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)中的腦區(qū)顯示出了自閉癥譜系障礙與神經(jīng)連接的紊亂有關(guān)。2013 年，Luo 等人森患者展開研究，發(fā)現(xiàn)患者組在中腦邊緣-紋狀體和皮質(zhì)紋狀的功能連接性，并為患者在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的早期功能整合提供了靜息態(tài) fMRI 由于其非侵入性、高時空分辨率和操作方便等優(yōu)用于阿爾茨海默癥、自閉癥譜系障礙和帕金森等神經(jīng)系統(tǒng)疾病得了許多令人矚目的成果。

圖 3-3 尋找最優(yōu)特征子集區(qū)繪了異常腦區(qū)的位置。圖中的每個紅色節(jié)點(diǎn)代表一個腦區(qū)點(diǎn)就越大，表明腦區(qū)出現(xiàn)異常的可能性越高。0 50 100 150 200 250 300 350 40000.10.20.30.40.50.60.70.8重要特征數(shù)目加權(quán)隨機(jī)SVM集群的準(zhǔn)確率

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 魏敏惠;張艷青;;阿爾茨海默癥風(fēng)險因素與機(jī)制研究進(jìn)展[J];臨床醫(yī)藥文獻(xiàn)電子雜志;2018年92期

2 ;口腔健康狀況不佳可能會導(dǎo)致阿爾茨海默癥[J];高科技與產(chǎn)業(yè)化;2019年02期

3 郭媛媛;;防治老年人阿爾茨海默癥的益智關(guān)懷設(shè)計研究[J];包裝工程;2017年24期

4 張麗梅;張君;;護(hù)患共管模式在阿爾茨海默癥初期老年患者跌倒護(hù)理中的應(yīng)用價值研究[J];心電圖雜志(電子版);2017年02期

5 周洲;;食用葡萄可能有助于預(yù)防阿爾茨海默癥[J];中國果業(yè)信息;2017年03期

6 雙林;;面對阿爾茨海默癥 該如何幫助老人家[J];江蘇衛(wèi)生保健;2017年09期

7 曹玲;;阿爾茨海默癥 老齡化社會的“定時炸彈”[J];科學(xué)大觀園;2019年08期

8 高楠;;百年孤獨(dú) 什么是真正的阿爾茨海默癥[J];科學(xué)大觀園;2019年08期

9 秦以平;;我只認(rèn)識你 面對他們,我們能做什么[J];科學(xué)大觀園;2019年08期

10 佚名;;太好了!驗(yàn)血就可檢測早期“阿爾茨海默癥”!準(zhǔn)確率達(dá)到90%![J];保健文匯;2019年01期

相關(guān)會議論文 前10條

1 段迪;凌迎春;周月琴;;血管性癡呆及阿爾茨海默癥患者血清甘油三酯和總膽固醇變化的臨床研究[A];2009年浙江省醫(yī)學(xué)會精神病學(xué)分會老年精神障礙學(xué)組學(xué)術(shù)會議論文匯編[C];2009年

2 熊曉云;鄒永;吳玉梅;朱杰;梅其炳;;三種阿爾茨海默癥治療藥物促體外培養(yǎng)小鼠皮層神經(jīng)元活性的比較[A];中國藥理學(xué)會第八次全國代表大會論文摘要集（第二部分）[C];2002年

3 韓鐵鋼;張競;韓軼星;茹炳根;;應(yīng)用比較蛋白質(zhì)組學(xué)研究神經(jīng)生長抑制因子與阿爾茨海默癥的關(guān)系[A];中國蛋白質(zhì)組學(xué)第三屆學(xué)術(shù)大會論文摘要[C];2005年

4 乙帆;劉琳珍;羅丹;葉建農(nóng);楚清脆;黃東平;;阿爾茨海默癥潛在標(biāo)志物的毛細(xì)管電泳-電化學(xué)檢測方法研究[A];第十三屆全國電分析化學(xué)學(xué)術(shù)會議會議論文摘要集[C];2017年

5 段迪;凌迎春;周月琴;;血管性癡呆及阿爾茨海默癥患者血清甘油三酯和總膽固醇變化的臨床研究[A];2007年浙江省精神病學(xué)學(xué)術(shù)年會論文匯編[C];2007年

6 謝盈瑞;;阿爾茨海默癥所引發(fā)的抑郁癥及護(hù)理[A];2007河南省精神衛(wèi)生學(xué)術(shù)研討會資料匯編[C];2007年

7 韓小娟;羅潔;田洪倫;尹科;曹芳懷;張麗;何軍;;阿爾茨海默癥患者的甲狀腺功能分析[A];第十三屆全國免疫學(xué)學(xué)術(shù)大會摘要匯編[C];2018年

8 熊曉云;鄒永;吳玉梅;朱杰;梅其炳;;三種阿爾茨海默癥治療藥物促體外培養(yǎng)小鼠皮層神經(jīng)元活性的比較[A];中國藥理學(xué)會第八次全國代表大會暨全國藥理學(xué)術(shù)會議論文摘要匯編[C];2002年

9 朱靜靜;竇非;;熱休克蛋白90抑制劑降低阿爾茨海默癥β淀粉樣肽的作用機(jī)制初步研究[A];中國遺傳學(xué)會“發(fā)育、遺傳和疾病”研討會論文匯編集[C];2007年

10 王媛媛;;小分子化合物紫杉葉素對阿爾茨海默癥的作用機(jī)制研究[A];2016浙江省生理科學(xué)會年會論文摘要[C];2016年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 北京商報記者 陶鳳 常蕾;阿爾茨海默癥新藥將于本周投產(chǎn)[N];北京商報;2019年

2 陶鳳;對抗阿爾茨海默癥是持久戰(zhàn)[N];北京商報;2019年

3 青島日報、青島觀、青報網(wǎng)記者 郭菁荔;我國原創(chuàng)抗阿爾茨海默癥新藥獲批[N];青島日報;2019年

4 記者 王晶 蘭圣偉;“藍(lán)色藥庫”奉獻(xiàn)治療阿爾茨海默癥新藥[N];中國海洋報;2019年

5 本報記者 張夢然;阿爾茨海默癥患者看到希望[N];科技日報;2018年

6 記者 王春;國產(chǎn)阿爾茨海默癥新藥完成臨床3期試驗(yàn)[N];科技日報;2018年

7 記者 呂進(jìn)玉;阿爾茨海默癥照護(hù):萬億市場利潤難尋[N];第一財經(jīng)日報;2019年

8 記者 孫玉松 通訊員 馬超;兩代超分子“跨國結(jié)婚”防治阿爾茨海默癥[N];科技日報;2018年

9 記者 劉海英;3種示蹤劑有助診斷阿爾茨海默癥[N];科技日報;2018年

10 本報記者 陳頤;期待撥開阿爾茨海默癥迷霧[N];經(jīng)濟(jì)日報;2018年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 劉冬妮;酰基氨肽酶的改造、實(shí)時調(diào)控及其治療阿爾茨海默癥的研究[D];吉林大學(xué);2019年

2 崔曉紅;無偏腦網(wǎng)絡(luò)分析方法研究及其在阿爾茨海默癥中的應(yīng)用[D];太原理工大學(xué);2019年

3 徐佳;次血紅素六肽抗阿爾茨海默癥及其作用機(jī)制研究[D];吉林大學(xué);2019年

4 譚琰;“解毒通絡(luò)”方藥梔子與三七配伍防治阿爾茨海默癥的作用效果和機(jī)制探究[D];北京中醫(yī)藥大學(xué);2017年

5 付璐;基于諾如病毒P顆粒的Aβ免疫療法對阿爾茨海默癥的治療效果研究[D];吉林大學(xué);2017年

6 李司;家蠶蛹表達(dá)的重組Aβ42,CTB-Aβ42和CTB-Aβ15蛋白對阿爾茨海默癥模型鼠的口服免疫和保護(hù)作用研究[D];浙江大學(xué);2016年

7 葉福強(qiáng);膽總管結(jié)石患者膽道和阿爾茨海默癥小鼠腸道的宏基因組學(xué)研究[D];中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院;2016年

8 張玲玲;軸突生長抑制因子重組疫苗對阿爾茨海默癥APP/PS1轉(zhuǎn)基因模型小鼠的預(yù)防[D];北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院;2011年

9 楊麗聰;納米材料作為藥物及藥物載體抑制阿爾茲海默癥中Aβ聚集的研究[D];暨南大學(xué);2015年

10 羅丹菊;過表達(dá)人tau蛋白對膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元的影響[D];華中科技大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 吳冰;小組工作緩解城市老年人阿爾茨海默癥研究[D];遼寧大學(xué);2019年

2 韓振峰;基于腦電源活動監(jiān)測阿爾茨海默癥發(fā)展進(jìn)程[D];電子科技大學(xué);2019年

3 郭永青;細(xì)菌樣顆粒為載體的阿爾茨海默癥蛋白疫苗的構(gòu)建及其免疫效果評價[D];吉林大學(xué);2019年

4 胥茜;基于加權(quán)隨機(jī)SVM集群的腦科學(xué)研究[D];湖南師范大學(xué);2019年

5 邱祺;基于核磁共振成像的輕度認(rèn)知障礙到阿爾茨海默癥的預(yù)測方法研究[D];廈門大學(xué);2018年

6 陳瑤;硒代蛋氨酸對阿爾茨海默癥中線粒體功能及自噬調(diào)控作用的研究[D];深圳大學(xué);2018年

7 耿亞男;阿爾茨海默癥老人家庭照護(hù)者壓力緩解的小組工作介入研究[D];中共吉林省委黨校;2019年

8 汪旋;阿爾茨海默癥患者照護(hù)研究[D];安徽大學(xué);2019年

9 陳維可;1-脫氧野尻霉素對阿爾茨海默癥的神經(jīng)保護(hù)作用及機(jī)制研究[D];南京中醫(yī)藥大學(xué);2019年

10 施彥丞;表情的“隱”與“顯”[D];魯迅美術(shù)學(xué)院;2019年

本文編號：2777613