本文選題：功能磁共振成像　切入點(diǎn)：數(shù)據(jù)模型　出處：《常州大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：腦功能網(wǎng)絡(luò)的研究是近年來的一項(xiàng)研究熱點(diǎn),大部分研究采用數(shù)據(jù)和模型相分離的分析方法。醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的診斷在疾病特征明顯時(shí)比較有幫助,在疾病特征不明顯時(shí)診斷效果不明顯,例如抑郁癥、自閉癥等。模型方法的研究偏向于方法的復(fù)雜程度,脫離了對(duì)醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)本身特性上的分析。因此本文采用了數(shù)據(jù)模型相結(jié)合的方法來分析腦功能網(wǎng)絡(luò)所具有的連接特征,數(shù)據(jù)模型相結(jié)合的方法不僅重視了醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)本身所具有的的疾病特征,而且有助于在方法模型上探索疾病的內(nèi)在規(guī)律。本文主要以正常人和腦疾病患者的靜息態(tài)功能磁共振成像數(shù)據(jù)為研究載體,以活躍度、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)、搜索算法和相關(guān)性分析為模型對(duì)度、聚類系數(shù)、網(wǎng)絡(luò)直徑、小世界特性等節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)的連接特征進(jìn)行分析。本文以數(shù)據(jù)模型相結(jié)合的方法為研究?jī)?nèi)容,主要分為以下三個(gè)部分:(1)大腦功能網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的活躍度特性分析。提出了一種基于節(jié)點(diǎn)活躍度模型的大腦活躍程度判斷方法,用于研究大腦功能網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)連接特征。首先,利用功能性磁共振成像(fMRI,functional Magnetic Resonance Imaging)數(shù)據(jù)構(gòu)建腦疾病患者的大腦功能網(wǎng)絡(luò),計(jì)算節(jié)點(diǎn)度、聚類系數(shù)和平均距離,并將這些指標(biāo)與正常被試指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析,比較其異同點(diǎn)。其次,在上述網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論的基礎(chǔ)上提出活躍度模型,并將其應(yīng)用于大腦功能網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)連接特征分析。最后,通過腦功能網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的活躍度分析各大腦區(qū)域的活躍程度分布及其在腦結(jié)構(gòu)中的連接狀態(tài),刻畫真實(shí)腦網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的活動(dòng)狀態(tài)及其連接情況。分別測(cè)定正常被試與腦卒中患者相關(guān)腦區(qū)的低頻振幅(ALFF,Amplitude of Low Frequency Fluctuation)值,比較和判斷對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的活躍程度,結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了用節(jié)點(diǎn)活躍度模型分析大腦功能連接特征的可行性。(2)大腦默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)(DMN, Default Mode Network)的哈密頓路徑研究。應(yīng)用哈密頓路徑模型研究大腦默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)的功能連接特征。首先,以靜息態(tài)功能磁共振數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)構(gòu)建大腦默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò),采用迪杰斯特拉算法模型計(jì)算代表各腦區(qū)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的最短路徑長(zhǎng)度。其次,通過改進(jìn)的自適應(yīng)蟻群算法模型對(duì)默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的哈密頓路徑距離進(jìn)行求解。最后,采用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型研究正常人與腦卒中患者大腦功能連接的節(jié)點(diǎn)屬性和網(wǎng)絡(luò)屬性并將其進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明,腦卒中患者和正常人的默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)功能連接特征存在著明顯的差異性,尤其在其哈密頓路徑距離上表現(xiàn)特別顯著,從另一方面也驗(yàn)證了應(yīng)用哈密頓路徑模型研究大腦默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)功能連接的有效性。(3)腦功能網(wǎng)絡(luò)個(gè)體差異性分析。應(yīng)用相關(guān)性模型研究腦功能連接之間的異同點(diǎn)。首先,根據(jù)fMRI數(shù)據(jù)構(gòu)建個(gè)體腦功能網(wǎng)絡(luò)和腦數(shù)據(jù)均值網(wǎng)絡(luò)。其次,計(jì)算個(gè)體腦功能網(wǎng)絡(luò)和腦數(shù)據(jù)均值網(wǎng)絡(luò)的度、聚類系數(shù)、網(wǎng)絡(luò)直徑等節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)屬性的特征值。最后,應(yīng)用相關(guān)性模型分別比較個(gè)體腦功能網(wǎng)絡(luò)之間及其與腦數(shù)據(jù)均值網(wǎng)絡(luò)之間在上述特征方面的關(guān)聯(lián)程度。研究發(fā)現(xiàn),腦疾病大腦功能網(wǎng)絡(luò)的個(gè)體間和整個(gè)大腦功能網(wǎng)絡(luò)的平均在上述特性方面具有明顯的差異性,而個(gè)體腦功能網(wǎng)絡(luò)相互之間在上述特性卻存在較大的相似性。本文將正常人、腦卒中、自閉癥的fMRI數(shù)據(jù)與活躍度模型、蟻群算法模型、相關(guān)性模型相結(jié)合,分析了其腦功能網(wǎng)絡(luò)的連接特征。分析發(fā)現(xiàn),腦卒中和自閉癥的fMRI數(shù)據(jù)與正常人fMRI數(shù)據(jù)的連接特征具有差異性,同時(shí)疾病內(nèi)在連接特征具有相似性,為臨床輔助診斷提供了一定的科學(xué)依據(jù)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：常州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：R741.04;TP18;O157.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1602051