基于功能磁共振成像的脑连接分析
发布时间：2021-02-03 03:54
人脑是由约1000亿个相互连接的神经元构成的复杂而庞大的网络，其任何一个认知功能的实现都需要多个脑区协同工作。为了更清楚地揭示脑的工作机理，我们需要将其看成一个综合的网络，对脑连接进行研究。功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）作为一种新兴的无创性医学影像技术近年来在脑科学研究的众多领域中得到了广泛的应用。本文以fMRI数据为研究对象，以脑连接分析方法为研究重点，全面深入地分析了脑的功能连接和有效连接。研究了脑连接最简单、最直观的形式——功能连接。论文从脑功能连接分析方法入手，分别阐述了模型驱动和数据驱动两类脑功能连接分析方法的原理。在此基础上，使用基于独立成分分析的脑功能连接分析方法，研究了重性抑郁症患者静息状态默认网络的功能连接，并探索了抗抑郁药物治疗对该网络功能连接的影响。首次发现重性抑郁症患者的静息状态默认网络分解为两个独立的空间子网络，而前部子网络对于药物治疗存在抗药性，该发现对于阐明重性抑郁症的病理有着非常重要的意义。功能连接分析测量的是脑区间活动的统计相关性，无法对脑连接的方向性做出推断。为了更清楚地刻画脑网...
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
表目录
图目录
缩略语表
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 磁共振成像原理概述
1.2.1 核磁共振现象
1.2.2 磁共振成像
1.2.3 功能磁共振成像
1.3 脑连接分析研究现状
1.3.1 脑的两种功能组织原则和脑连接分类
1.3.2 国内外关于脑连接的研究现状
1.4 论文的主要研究内容和组织结构
1.4.1 论文的研究内容
1.4.2 论文的主要贡献
1.4.3 论文的组织结构
第二章 脑功能连接分析
2.1 脑功能连接分析方法概述
2.1.1 相关分析
2.1.2 基于独立成分分析的功能连接分析方法
2.2 重性抑郁症患者脑功能连接异常研究
2.2.1 背景
2.2.2 材料和方法
2.2.3 结果
2.2.4 讨论
2.3 本章小结
第三章 确定性动态因果建模
3.1 确定性动态因果建模原理
3.1.1 确定性动态因果建模概述
3.1.2 神经活动状态方程
3.1.3 血液动力学状态方程
3.1.4 确定性动态因果模型的参数估计
3.1.5 参数的先验分布
3.1.6 统计推断
3.1.7 基于确定性 DCM 的有效连接分析流程
3.2 青少年网络成瘾患者反应抑制脑网络有效连接异常研究
3.2.1 背景
3.2.2 材料和方法
3.2.3 结果
3.2.4 讨论
3.3 本章小结
第四章 动态因果建模模型选择算法研究
4.1 经典的动态因果建模模型选择算法
4.1.1 基于贝叶斯因子的模型选择算法
4.1.2 基于贝叶斯因子的模型选择算法实例
4.2 基于网络发现的自动模型选择算法
4.2.1 算法基本原理
4.2.2 仿真验证
4.3 本章小结
第五章 随机动态因果建模
5.1 随机动态因果建模
5.1.1 随机动态因果建模
5.1.2 模型可行性及有效性分析
5.1.3 仿真验证
5.1.4 成组数据分析
5.2 静息状态脑有效连接分析
5.2.1 背景
5.2.2 材料和方法
5.2.3 结果
5.2.4 讨论
5.3 本章小结
第六章 广义滤波算法
6.1 经典变分贝叶斯方法的原理
6.2 广义滤波算法
6.2.1 GF 算法基本原理
6.2.2 GF 算法和随机 DCM
6.3 仿真分析
6.3.1 仿真数据生成
6.3.2 GF 算法和 DEM 算法性能对比
6.4 fMRI 数据分析
6.4.1 Attention 数据集
6.4.2 网络成瘾数据集
6.5 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 论文工作总结
7.2 未来工作展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
作者在学期间参与的主要研究工作
【参考文献】：
期刊论文
[1]网络成瘾大学生脑功能性磁共振成像特点[J]. 杜万萍,刘军,高雪屏,李凌江,李卫晖,李欣,张燕,周顺科. 中南大学学报(医学版). 2011(08)
[2]人脑连接组研究:脑结构网络和脑功能网络[J]. 梁夏,王金辉,贺永. 科学通报. 2010(16)
[3]脑网络:从脑结构到脑功能[J]. 蒋田仔,刘勇,李永辉. 生命科学. 2009(02)
[4]人脑功能连通性研究进展[J]. 邸新,饶恒毅. 生物化学与生物物理进展. 2007(01)
[5]大脑fMRI数据时/空模式综合分析的一种新方法[J]. 刘亚东,周宗潭,胡德文,颜莉蓉,谭长连,吴大兴,姚树桥. 中国科学E辑:信息科学. 2004(10)
博士论文
[1]脑功能磁共振数据时空分析方法研究[D]. 颜莉蓉.国防科学技术大学 2006
本文编号：3015863
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
表目录
图目录
缩略语表
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 磁共振成像原理概述
1.2.1 核磁共振现象
1.2.2 磁共振成像
1.2.3 功能磁共振成像
1.3 脑连接分析研究现状
1.3.1 脑的两种功能组织原则和脑连接分类
1.3.2 国内外关于脑连接的研究现状
1.4 论文的主要研究内容和组织结构
1.4.1 论文的研究内容
1.4.2 论文的主要贡献
1.4.3 论文的组织结构
第二章 脑功能连接分析
2.1 脑功能连接分析方法概述
2.1.1 相关分析
2.1.2 基于独立成分分析的功能连接分析方法
2.2 重性抑郁症患者脑功能连接异常研究
2.2.1 背景
2.2.2 材料和方法
2.2.3 结果
2.2.4 讨论
2.3 本章小结
第三章 确定性动态因果建模
3.1 确定性动态因果建模原理
3.1.1 确定性动态因果建模概述
3.1.2 神经活动状态方程
3.1.3 血液动力学状态方程
3.1.4 确定性动态因果模型的参数估计
3.1.5 参数的先验分布
3.1.6 统计推断
3.1.7 基于确定性 DCM 的有效连接分析流程
3.2 青少年网络成瘾患者反应抑制脑网络有效连接异常研究
3.2.1 背景
3.2.2 材料和方法
3.2.3 结果
3.2.4 讨论
3.3 本章小结
第四章 动态因果建模模型选择算法研究
4.1 经典的动态因果建模模型选择算法
4.1.1 基于贝叶斯因子的模型选择算法
4.1.2 基于贝叶斯因子的模型选择算法实例
4.2 基于网络发现的自动模型选择算法
4.2.1 算法基本原理
4.2.2 仿真验证
4.3 本章小结
第五章 随机动态因果建模
5.1 随机动态因果建模
5.1.1 随机动态因果建模
5.1.2 模型可行性及有效性分析
5.1.3 仿真验证
5.1.4 成组数据分析
5.2 静息状态脑有效连接分析
5.2.1 背景
5.2.2 材料和方法
5.2.3 结果
5.2.4 讨论
5.3 本章小结
第六章 广义滤波算法
6.1 经典变分贝叶斯方法的原理
6.2 广义滤波算法
6.2.1 GF 算法基本原理
6.2.2 GF 算法和随机 DCM
6.3 仿真分析
6.3.1 仿真数据生成
6.3.2 GF 算法和 DEM 算法性能对比
6.4 fMRI 数据分析
6.4.1 Attention 数据集
6.4.2 网络成瘾数据集
6.5 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 论文工作总结
7.2 未来工作展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
作者在学期间参与的主要研究工作
【参考文献】：
期刊论文
[1]网络成瘾大学生脑功能性磁共振成像特点[J]. 杜万萍,刘军,高雪屏,李凌江,李卫晖,李欣,张燕,周顺科. 中南大学学报(医学版). 2011(08)
[2]人脑连接组研究:脑结构网络和脑功能网络[J]. 梁夏,王金辉,贺永. 科学通报. 2010(16)
[3]脑网络:从脑结构到脑功能[J]. 蒋田仔,刘勇,李永辉. 生命科学. 2009(02)
[4]人脑功能连通性研究进展[J]. 邸新,饶恒毅. 生物化学与生物物理进展. 2007(01)
[5]大脑fMRI数据时/空模式综合分析的一种新方法[J]. 刘亚东,周宗潭,胡德文,颜莉蓉,谭长连,吴大兴,姚树桥. 中国科学E辑:信息科学. 2004(10)
博士论文
[1]脑功能磁共振数据时空分析方法研究[D]. 颜莉蓉.国防科学技术大学 2006
本文编号：3015863
本文链接：https://www.wllwen.com/yixuelunwen/fangshe/3015863.html
