针对帕金森疾病的基底节运动环路分析方法研究

发布时间：2021-07-21 22:27

　　随着我国老龄化进程的加快,帕金森疾病（Parkinson’s Disease,PD）作为一种老年人群中高发的神经退行性疾病,由于治疗手段尚不成熟,其运动障碍性为病人亲属乃至社会带来巨大的生活压力与经济负担。所以,针对PD的诊断及分析方法研究有着重要的指引价值。近年来,基底节运动环路被证实与PD运动障碍性密切相关,然而该环路上具体的PD疾病机制仍未完全阐明,且关于该环路病理改变的研究更多是在小鼠等动物上建立相应的疾病模型以实验的形式展开,缺乏统一、完善的基于脑影像的分析方法,使得最有可能为诊断供稳定、有效病理特征的基底节运动环路并不能发挥其应有的作用。出于对基底节运动环路相关研究方法的局限性的考虑,本文针对PD出一种基于脑影像的基底节运动环路分析方法。本文从磁共振影像（Magnetic Resonance Imaging,MRI）入手,开展基底节运动环路分割与取方法研究,建立了基于MRI的基底节运动环路分割方法,能够实现基底节运动环路各脑区精准分割以及量化参数的取。在此基础上,考虑到单个脑区中不同亚区的差异性,本文出了基于MRI的纹状体前中后亚分区算法,实现基底节运动环路中纹状体区域的进... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

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【学位级别】：硕士

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原始MRI/T1图像及基于

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-11-a）MRI/T1原始图像b）基底节环路各脑区c）基底节环路各脑区三维展示图2-2原始MRI/T1图像及基底节运动环路分割结果展示2.2.2基底节运动环路各脑区体积参数提取及分析一般来说，图像配准及分割需要对最终得到的结果进行分割准确度的量化分析，在医疗影像领域往往没有脑区划分边界的“金标准”，通常是将分割结果同专家医生人工标注后的标签对比进行检验。然而，医生标注结果也存在一定的误差且每一幅三维MRI影像就需要标注100余层，为了验证分割方法的可行性可能需要手动标注100余例被试近万层图像，这将消耗大量的人力、物力。为了应对上述问题，考虑到分割的目的是为了更好地辅助后续的量化分析工作，同时PD存在较为明显的形态学改变病理特征，本文展开基于分割结果的基底节运动环路各脑区体积参数取及分析工作，在验证本文分割结果准确性的同时研究脑区体积参数所能展示出基底节运动环路上的PD疾病机制。首先，本文将基底节运动环路的分割流程编撰成可以批量处理大量数据的形式，并将所有待处理的数据完成基底节运动环路的分割。本节所使用数

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-13-分析结果显示基底节环路部分脑区与PD表现出了极高的相关性。此外，PD分组的壳核均值小于HC分组，但方差要大于HC分组，该结果与PD患者纹状体区域中壳核区域萎缩的病理特征相契合，证实了该疾病机制的合理性，也在一定意义上检验了本文出的分割方法的准确性，同时也说明基底节运动环路中部分脑区的体积参数有可能作为PD患者与正常人分类的参考依据。图2-4壳核左右脑双变量Pearson相关分析散点图为了进一步验证本文分割方法的有效性以及壳核区域体积参数用于生成PD分类器的可能性，本节首先展开了壳核左右侧双变量Pearson相关性分析，如图2-4所示。相关性分析结果表明，壳核左右脑区在0.01水平（双侧）上显著相关，且相关性为正相关，这说明本文的分割方法较为稳定且对于脑区左右两侧的分割精度水平是相当的。此外，图2-4清晰地显示出PD分组较HC分组明显偏向于左下方，且图中左下角有一些属于PD分组的离散的点，这些点体现了PD患者壳核区域变性、缺失呈双侧不对称的特征。综上所诉，本文基于MRI的基底节运动环路分割方法的具备满足PD相关量化分析的准确性与稳定性。2.2.3基于壳核体积参数的PD分类器设计研究上一小节的显著性分析结果显示，纹状体壳核区域在PD分组与HC分

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本文编号：3295880