【摘要】：本論文從內(nèi)容上分為兩個(gè)彼此獨(dú)立的部分：一,重度抑郁癥患者靜息態(tài)腦功能網(wǎng)絡(luò)分析；二,大鼠腦磁共振解剖圖像模板的制作。 論文第一章為緒論部分,綜合介紹本論文的的研究?jī)?nèi)容所涉及到的研究背景,包括文中所用磁共振成像技術(shù)的原理、靜息態(tài)網(wǎng)絡(luò)和分析方法、抑郁癥研究及基于體素的形態(tài)學(xué)(VBM)分析基礎(chǔ)等。 第一部分內(nèi)容包括第二章到第四章。近年來(lái)靜息態(tài)功能磁共振成像(rs-fMRI)在探索大腦固有功能結(jié)構(gòu)方面取得了快速進(jìn)展,其中一個(gè)廣泛的應(yīng)用是發(fā)現(xiàn)精神疾病的腦功能異常,對(duì)于疾病的機(jī)制研究和診療意義重大；同時(shí),rs-fMRI數(shù)據(jù)的分析方法也在不斷發(fā)展。本論文分別從靜息態(tài)網(wǎng)絡(luò)的提取、功能連接和轉(zhuǎn)化、腦分區(qū)功能等多個(gè)角度,發(fā)展和應(yīng)用了基于迭代的種子相關(guān)(siCCA)、網(wǎng)絡(luò)體積和功能連接分析、譜聚類、特異性分析等多種方法,分析了抑郁癥的靜息態(tài)功能連接和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)異常。 在第二章中,針對(duì)rs-fMRI分析常用的傳統(tǒng)種子相關(guān)分析方法(sCCA)和獨(dú)立成分分析(ICA)方法的不足(如sCCA結(jié)果對(duì)種子點(diǎn)選取的依賴性及ICA結(jié)果選取的復(fù)雜性),我們測(cè)試了一種新的迭代的種子相關(guān)方法(siCCA)在靜息態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析方面的可靠性和穩(wěn)定性,以及這種方法的特點(diǎn)和機(jī)制。通過(guò)將siCCA用于兩套正常人靜息態(tài)fMRI數(shù)據(jù)的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)和任務(wù)控制網(wǎng)絡(luò)的分析,并與傳統(tǒng)種子相關(guān)和獨(dú)立成分分析方法相比較,發(fā)現(xiàn)siCCA可以不依賴于種子點(diǎn)選取而得到穩(wěn)定的結(jié)果,且所提取的網(wǎng)絡(luò)完整和易于理解,同時(shí)可一定程度提高數(shù)據(jù)集間網(wǎng)絡(luò)相似性。后者對(duì)于后續(xù)疾病研究結(jié)果的定性具有重要意義。 在第三章中,利用siCCA提取抑郁癥和正常對(duì)照組腦網(wǎng)絡(luò),并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)分區(qū)體積、功能連接、相關(guān)分析等,研究抑郁癥患者的腦功能連接和網(wǎng)絡(luò)異常,以及腦網(wǎng)絡(luò)與臨床評(píng)分之間的聯(lián)系。本章主要得出四個(gè)結(jié)論：1)體積和功能連接分析都顯示,與正常組相比,抑郁癥患者默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)和任務(wù)控制網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部存在功能重心轉(zhuǎn)移；2)抑郁癥患者額-島皮質(zhì)的功能連接存在從任務(wù)控制網(wǎng)絡(luò)到默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)換,邊緣結(jié)構(gòu)、基底節(jié)結(jié)構(gòu)等存在與默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的功能連接增強(qiáng)或者與任務(wù)控制網(wǎng)絡(luò)的功能連接減弱；3)默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)體積與社會(huì)功能缺陷評(píng)分相關(guān)；4)默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)和任務(wù)控制網(wǎng)絡(luò)之間連接與抑郁、焦慮程度相關(guān),此相關(guān)趨勢(shì)不受預(yù)處理步驟中全腦信號(hào)回歸的影響。以上大多數(shù)分析和結(jié)果為從全新角度對(duì)抑郁癥網(wǎng)絡(luò)的分析,其中功能連接差異的部分結(jié)果與一些功能連接研究中結(jié)果相似,總體結(jié)果可與已有研究相互印證。 在第四章中,我們將研究集中于與負(fù)性情緒密切相關(guān),并且在抑郁癥研究中發(fā)現(xiàn)存在異常的杏仁核結(jié)構(gòu)。以往研究表明杏仁核并不是單一核團(tuán)結(jié)構(gòu),而是由多個(gè)分區(qū)所組成�？紤]到杏仁核這種微小結(jié)構(gòu)的個(gè)體差異性,我們首先結(jié)合基于靜息態(tài)fMRI數(shù)據(jù)的杏仁核內(nèi)體素相關(guān)矩陣和譜聚類方法,實(shí)現(xiàn)了對(duì)個(gè)體被試的杏仁核分割。其次用功能連接,尤其是功能特異性連接,對(duì)各分區(qū)功能進(jìn)行分析。我們發(fā)現(xiàn)杏仁核各分區(qū)具有不同功能連接模式,與以往研究類似；而抑郁癥患者杏仁核的中央內(nèi)側(cè)和基底外側(cè)分區(qū)連接模式存在異常。 第二部分為第五章�；隗w素的形態(tài)學(xué)分析(VBM)是一種客觀的在全腦范圍尋找腦結(jié)構(gòu)改變的方法,己被廣泛應(yīng)用于人腦結(jié)構(gòu)體積分析�，F(xiàn)有軟件如SPM等配備了專門的模塊用于此類分析。使用這些模塊進(jìn)行VBM分析需要提供腦模板和組織概率圖。近期僅有的一些研究中出現(xiàn)的大鼠相關(guān)模板分辨率均不足以支持我們后續(xù)的分析。 基于以上需求,在第五章,我們基于在高場(chǎng)核磁共振儀中采集的大鼠腦部磁共振結(jié)構(gòu)圖像,結(jié)合模糊C均值聚類和其他方法,制作了一套可用于多種腦結(jié)構(gòu)分析的大鼠高分辨率結(jié)構(gòu)模板和組織結(jié)構(gòu)圖,同時(shí)測(cè)試了使用這些模板和SPM進(jìn)行大鼠腦VBM分析的可行性。所制作的模板目前己被用于其他數(shù)據(jù)的分析,得到了一些有意義的結(jié)果,對(duì)今后大鼠腦結(jié)構(gòu)的VBM分析具有重要意義。 本論文的研究證明了用多種方法分析靜息態(tài)功能磁共振數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的可行性,分析了抑郁癥患者腦的異常功能模式,建立了靜息態(tài)網(wǎng)絡(luò)和臨床評(píng)分之間的聯(lián)系,為大鼠結(jié)構(gòu)分析提供了基礎(chǔ)。這些研究豐富了磁共振數(shù)據(jù)分析方法學(xué)、抑郁癥研究等方面的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院（武漢物理與數(shù)學(xué)研究所）
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：R749.4;R445.2

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 任毅;針刺足臨泣對(duì)無(wú)先兆偏頭痛患者默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)影響的功能磁共振研究[D];北京中醫(yī)藥大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2731510