本文關(guān)鍵詞：基于靜息態(tài)腦電的孤獨(dú)癥譜系障礙兒童腦網(wǎng)絡(luò)研究

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【摘要】：研究目的孤獨(dú)癥譜系障礙(ASD)是一種與執(zhí)行功能、語(yǔ)言、情緒及社交功能受損相關(guān)的神經(jīng)發(fā)育障礙。ASD兒童難以像正常兒童一樣融入學(xué)校、社會(huì)生活,給家庭、社會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重壓力和負(fù)擔(dān)。但是早期診斷和盡早干預(yù)可以有效改善患者的行為和癥狀。本論文采集ASD兒童和正常兒童的靜息態(tài)腦電,從腦網(wǎng)絡(luò)的角度分析患病兒童和正常兒童之間的差異,探討ASD腦效應(yīng)連接變化,為其病理生理機(jī)制的研究提供支持,并有望為臨床上早期識(shí)別、診斷ASD兒童提供客觀的評(píng)估方法。研究方法1、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):本文的研究對(duì)象為學(xué)齡前ASD幼兒。ASD組受試兒童17名(其中女2名),平均年齡30±0.9個(gè)月;正常對(duì)照組17名(其中女2名),平均年齡29±1.2個(gè)月。采集19通道睜眼靜息態(tài)腦電數(shù)據(jù)。2、計(jì)算因果效應(yīng)連接:對(duì)于兩組共34位受試兒童,基于預(yù)處理后的腦電數(shù)據(jù),采用定向傳遞函數(shù)方法計(jì)算頻域Granger因果效應(yīng)連接,分5個(gè)頻段進(jìn)行計(jì)算得到基于頻域的定向傳遞函數(shù)連接矩陣,分別是Theta頻段,4-8Hz;Alpha頻段,8-13Hz;低-Beta頻段,13-24Hz;高-Beta頻段,24-30Hz;Gamma頻段,30-60Hz。3、構(gòu)建腦網(wǎng)絡(luò):依據(jù)定向傳遞函數(shù)矩陣在一定閾值范圍內(nèi)建立腦網(wǎng)絡(luò)。閾值取值0.02≤T≤0.06,步長(zhǎng)為0.001。4、分析不同閾值下兩組受試兒童腦網(wǎng)絡(luò)的全局特性。包括網(wǎng)絡(luò)平均度、全局效率、平均局部效率。5、分析最佳閾值下,兩組受試兒童的腦網(wǎng)絡(luò)的局部效率差異及其空間分布。6、對(duì)Gamma頻段下腦網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重要性排序:計(jì)算網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的出度中心性和介數(shù)中心性,并結(jié)合K-核分解方法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的重要性排序。7、統(tǒng)計(jì)學(xué)分析:采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)的方法,檢驗(yàn)兩組受試兒童之間的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。研究結(jié)果1、兩組受試兒童的定向傳遞函數(shù)矩陣全腦總和僅在Gamma頻段下具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p0.05)。2、不同閾值下,ASD組受試兒童的網(wǎng)絡(luò)平均度、全局效率、平均局部效率低于對(duì)照組兒童。在一定閾值取值范圍內(nèi),兩組間的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p0.05)。3、確立各個(gè)頻段的最佳閾值為:Gamma頻段,TGamma=0.037;高-Beta頻段,THighBeta=0.036;低-Beta頻段,TLowBeta=0.042;Alpha頻段,TAlpha=0.036;Theta頻段,TTheta=0.042。在此閾值下,對(duì)照組受試兒童Gamma頻段腦網(wǎng)絡(luò)局部效率在各個(gè)腦區(qū),均顯著高于ASD組受試兒童(p0.01)。而在頂枕區(qū),除Theta頻段外,Gamma頻段、高-Beta頻段、低-Beta頻段、Alpha頻段各個(gè)頻段對(duì)照組受試兒童腦網(wǎng)絡(luò)局部效率均顯著高于ASD組受試兒童(p0.05)。4、聯(lián)合K-核分解和節(jié)點(diǎn)中心性對(duì)Gamma頻段腦網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的重要性進(jìn)行排序,得到ASD組受試兒童腦網(wǎng)絡(luò)的重要節(jié)點(diǎn)為O1、O2、Pz、P3和P4節(jié)點(diǎn),集中在頂枕區(qū)域;而對(duì)照組網(wǎng)絡(luò)的重要節(jié)點(diǎn)為O1、O2、Fp2、Fp1和T6節(jié)點(diǎn)。研究結(jié)論(1)ASD兒童的腦網(wǎng)絡(luò)與正常對(duì)照組腦網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)特性存在差異,且這種差異在高頻段(尤其Gamma頻段)更為顯著。(2)ASD兒童的腦網(wǎng)絡(luò)連接密度更低。且無(wú)論在全局還是局部,其網(wǎng)絡(luò)的傳輸能力、信息整合效率均低與正常兒童。提示ASD兒童大腦連接受損。(3)兩組受試兒童腦網(wǎng)絡(luò)的局部效率在頂枕區(qū)差異最為明顯。對(duì)兩組受試兒童的Gamma頻段腦網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重要性排序,發(fā)現(xiàn)兩組網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)重要性存在差異。相對(duì)于ASD組受試兒童,前額區(qū)節(jié)點(diǎn)在正常兒童的腦網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)更高的地位,可能與ASD兒童前額葉功能受損有關(guān)。
【關(guān)鍵詞】：孤獨(dú)癥譜系障礙 靜息態(tài)腦電 腦網(wǎng)絡(luò) Granger 因果分析 定向傳遞函數(shù)
【學(xué)位授予單位】：天津醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：R749.94
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-11
• 縮略語(yǔ)/符號(hào)說(shuō)明11-12
• 一、前言12-22
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 腦電信號(hào)13-16
• 1.2.1 腦電圖13-14
• 1.2.2 多通道腦電信號(hào)14-15
• 1.2.3 孤獨(dú)癥譜系障礙的靜息態(tài)腦電研究15-16
• 1.3 腦網(wǎng)絡(luò)16-20
• 1.3.1 大腦與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論16-17
• 1.3.2 腦網(wǎng)絡(luò)的連接類(lèi)型17-19
• 1.3.3 孤獨(dú)癥譜系障礙的腦網(wǎng)絡(luò)研究19-20
• 1.4 研究目的20
• 1.5 研究?jī)?nèi)容20-22
• 二、原理與方法22-29
• 2.1 頻域Granger因果分析方法23-25
• 2.2 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的圖論特征分析25-27
• 2.2.1 節(jié)點(diǎn)度25-26
• 2.2.2 全局效率26
• 2.2.3 局部效率26-27
• 2.2.4 節(jié)點(diǎn)的中心性27
• 2.3 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的K-核分解27-28
• 2.4 統(tǒng)計(jì)方法28-29
• 三、腦網(wǎng)絡(luò)的全局特性29-38
• 3.1 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建29-33
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)29-30
• 3.1.2 計(jì)算因果效應(yīng)連接30-32
• 3.1.3 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建32-33
• 3.2 網(wǎng)絡(luò)全局特性33-38
• 3.2.1 平均度33-34
• 3.2.2 全局效率34-35
• 3.2.3 全腦的平均局部效率35-38
• 四、腦網(wǎng)絡(luò)的局部特性38-45
• 4.1 局部效率38-41
• 4.1.1 腦區(qū)局部效率38-40
• 4.1.2 局部效率差異的空間分布40-41
• 4.2 Gamma頻段腦網(wǎng)絡(luò)的重要節(jié)點(diǎn)41-45
• 4.2.1 節(jié)點(diǎn)的出度中心性和介數(shù)中心性41-43
• 4.2.2 聯(lián)合K-核和節(jié)點(diǎn)出度中心性的節(jié)點(diǎn)重要性排序43
• 4.2.3 聯(lián)合K-核和節(jié)點(diǎn)介數(shù)中心性的節(jié)點(diǎn)重要性排序43-45
• 五、結(jié)論與討論45-48
• 5.1 結(jié)論45-46
• 5.2 討論46-48
• 5.2.1 Gamma頻段腦電46
• 5.2.2 節(jié)點(diǎn)重要性46-47
• 5.2.3 未來(lái)工作展望47-48
• 參考文獻(xiàn)48-55
• 發(fā)表論文和參加科研情況說(shuō)明55-56
• 綜述56-69
• 綜述參考文獻(xiàn)65-69
• 致謝69

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