本文關(guān)鍵詞：基于阿爾茨海默病早期預(yù)測(cè)腦皮層厚度特征選擇方法的研究

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【摘要】：阿爾茨海默病(Alzheimer's Disease,AD)是一類腦中樞的神經(jīng)退行性疾病,就是日常生活中我們所說(shuō)的老年癡呆。而輕度認(rèn)知障礙(Mild Cognitive Impairment,MCI)被普遍認(rèn)為是AD的前期階段。根據(jù)相關(guān)研究報(bào)告顯示,每年有10%-15%的MCI患者發(fā)展成為AD,然而每年正常人群(Normal People,簡(jiǎn)稱NC)發(fā)展成為AD的人群數(shù)量只有2%。因此MCI患者是發(fā)生AD的高危人群。與此同時(shí),AD是一種發(fā)病隱匿、不易被人察覺(jué)的神經(jīng)性疾病,并且目前的研究沒(méi)有找出哪些生物特征能較早的確定患者是否具有轉(zhuǎn)化傾向。同時(shí)沒(méi)有找到對(duì)AD有效的治療手段,但是在發(fā)病的早期階段,可以通過(guò)相應(yīng)的治療方法延緩病情的進(jìn)一步惡化。這就使得阿爾茨海默病的早期診斷(即患者處于輕度認(rèn)知障礙階段的確診)變得尤為重要。而通過(guò)利用AD、MCI和NC(正常人群)生物指標(biāo)的差異進(jìn)行相應(yīng)的分類研究,可以為臨床早期的診斷、疾病的早期預(yù)防及其治療提供有效的幫助。因此,如何從不同人群中十分準(zhǔn)確的分析出患者病情階段的研究一直都是該疾病研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。本文是基于sMRI(結(jié)構(gòu)化核磁共振)數(shù)據(jù)對(duì)NC和MCI的分類研究,以此為MCI的早期診斷和提前預(yù)防治療提供相應(yīng)的幫助。近年來(lái)基于大腦曲面形態(tài)學(xué)的分析研究是一種新出現(xiàn)的大腦形態(tài)學(xué)分析方法,越來(lái)越多的研究學(xué)者證明利用大腦皮層(尤其在溝回區(qū))的相關(guān)生物指標(biāo),實(shí)驗(yàn)結(jié)果獲取到分類的準(zhǔn)確度與靈敏度比較好。但是特征選擇的方法多種多樣,如何選擇比較適合的方法將會(huì)對(duì)分類的結(jié)果產(chǎn)生較大的影響。同時(shí),目前利用大腦皮層厚度的相關(guān)研究實(shí)現(xiàn)的分類準(zhǔn)確度還有待提高。因此本文結(jié)合磁共振圖像通過(guò)相應(yīng)處理,獲取得到腦皮層厚度特征數(shù)據(jù)對(duì)NC和MCI進(jìn)行了分類研究,以此實(shí)現(xiàn)對(duì)患者的病情進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷,以實(shí)現(xiàn)對(duì)AD的早期階段(MCI階段)病情的早期預(yù)防和診斷。本文主要貢獻(xiàn)如下:(1)采用排名融合系統(tǒng)(Rank Combination)的方法將MI和Pearson結(jié)合,不僅考慮78個(gè)腦區(qū)的腦皮層厚度與類標(biāo)簽的相關(guān)性,而且在進(jìn)行特征選擇的過(guò)程中,同時(shí)考慮到已經(jīng)選出的特征子集之間的冗余性。因此避免了只考慮相關(guān)性而忽視特征之間冗余度最終導(dǎo)致特征之間存在較大的冗余性,或者只考慮特征之間的冗余度而忽視每個(gè)特征對(duì)類標(biāo)簽的確定性而造成最終的分類結(jié)果不理想的問(wèn)題。(2)針對(duì)mRMR只是將兩種排名融合系統(tǒng)結(jié)合起來(lái),并沒(méi)有考慮兩種排名系統(tǒng)哪一種對(duì)最終的分類效果更優(yōu)。為了解決上述問(wèn)題,本文在兩種排名融合系統(tǒng)中加入相應(yīng)的權(quán)重系數(shù),通過(guò)相應(yīng)的分類實(shí)驗(yàn),我們找出了最佳的特征子集。同其他的方法進(jìn)行比較,實(shí)現(xiàn)了更高的分類準(zhǔn)確性。(3)使用本文中新的特征選擇方法結(jié)合支持向量機(jī)進(jìn)行分類的研究,選取分類的準(zhǔn)確度達(dá)到最高的特征子集。通過(guò)腦區(qū)的對(duì)照?qǐng)D像,這些特征所對(duì)應(yīng)的腦區(qū)部位主要集中在海馬旁回和后扣帶回,這與之前的相關(guān)研究類似。同時(shí),也發(fā)現(xiàn)了與之前研究不相同的腦區(qū)(額中回和嗅皮質(zhì)),為今后的進(jìn)一步研究提供了參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：阿爾茨海默病 輕度認(rèn)知障礙 互信息 皮爾遜相關(guān)系數(shù) 支持向量機(jī)
【學(xué)位授予單位】：山東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R749.16
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 第一章 緒論9-12
• 1.1 引言9-10
• 1.2 課題背景及研究意義10-11
• 1.3 本文主要的研究工作11
• 1.4 本文組織結(jié)構(gòu)11-12
• 第二章 大腦曲面形態(tài)學(xué)相關(guān)研究綜述12-17
• 2.1 基于sMRI曲面形態(tài)學(xué)的論述12-13
• 2.2 大腦皮層和厚度介紹13-15
• 2.2.1 大腦皮層相關(guān)知識(shí)13
• 2.2.2 皮層厚度的測(cè)量和計(jì)算13-15
• 2.3 曲面形態(tài)學(xué)的獲取流程15-17
• 第三章 特征選擇方法及其支持向量機(jī)的理論綜述17-27
• 3.1 特征選擇方法的定義及其過(guò)程17-18
• 3.2 特征選擇方法的分類18-20
• 3.2.1 依據(jù)搜索策略對(duì)特征選擇方法進(jìn)行的分類18-19
• 3.2.2 依據(jù)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則對(duì)特征選擇方法進(jìn)行的分類19-20
• 3.3 支持向量機(jī)相關(guān)理論介紹20-27
• 3.3.1 支持向量機(jī)理論介紹20-24
• 3.3.2 支持向量機(jī)的應(yīng)用24-27
• 第四章 一種新的集成特征選擇方法27-34
• 4.1 方法介紹27-29
• 4.2 研究結(jié)果29-32
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)29-31
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果31-32
• 4.3 針對(duì)正常人群與輕度認(rèn)知障礙人群腦皮層萎縮的統(tǒng)計(jì)分析32-33
• 4.4 本章小結(jié)33-34
• 第五章 總結(jié)展望34-36
• 5.1 研究?jī)?nèi)容總結(jié)34
• 5.2 下一步工作34-36
• 參考文獻(xiàn)36-40
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和參與的項(xiàng)目40-41
• 致謝41

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