基于生理噪声建模的大鼠BOLD fMRI研究
发布时间：2021-02-08 19:34
功能磁共振（fMRI）是一种无创、非侵入性的技术,目前已经被广泛应用于大脑功能的研究。脊髓作为神经中枢的重要组成部分,将fMRI应用技术应用于脊髓,对多种疾病的诊断和治疗具有重要意义。与大脑fMRI不同,脊髓由于自身的结构限制和生理活动的影响,在进行脊髓fMRI时容易引入生理噪声,造成检测结果中的假阳性激活。针对这个问题,本文在RETROICOR的基础上,提出了对心跳和呼吸以及它们的交互信号进行建模,然后在广义线性模型的基础上进行分析和处理。利用此方法检测美托咪定麻醉的大鼠在电刺激状态下的激活的fMRI信号,得到降低了假阳性激活的激活图,建立了适合去除生理噪声的模型。同时,在采集静息态的数据时,也采集了相同条件下的静息态数据,对其进行功能连接分析,结果证实在静息态的脑区存在不同区域的相关信号,这种相关说明了这些区域在功能上的连通性。通过实验发现,美托咪定麻醉的大鼠的躯体感觉皮层和尾壳核在静息态时有两侧对称的功能连接,丘脑的功能连接不对称,并且这些连接具有左侧优势。对刺激态的功能连接的分析则发现,刺激态的功能连通性比静息态低,这可以作为感觉通路的标识。
【文章来源】：中南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 脊髓fMRI国内外研究现状及发展动态分析
1.3 论文的组织结构
第二章 BOLD fMRI成像原理及技术
2.1 fMRI原理及应用
2.1.1 BOLD fMRI的成像原理
2.1.2 fMRI的应用
2.1.3 脊髓BOLD fMRI的原理
2.2 静息态功能连接的介绍
第三章 图像的获取与预处理
3.1 实验数据的获取
3.1.1 实验设计
3.1.2 麻醉剂
3.1.3 动物准备
3.1.4 数据采集
3.2 实验数据预处理
3.2.1 运动校正
3.2.2 功能-结构配准和标准化
3.2.3 空间归一化
3.2.4 滤波
3.3 本章小结
第四章 激活数据的获取及其与结构图像的Mapping
4.1 广义线性模型
4.2 建立设计矩阵
4.3 统计推断
4.3.1 t检验
4.3.2 显示结果（Mapping）
4.4 激活结果分析
4.5 总结
第五章 生理噪声建模消除假阳性激活的研究
5.1 引言
5.2 生理噪声对fMRI检测的影响
5.3 生理噪声建模
5.3.1 RETROICOR
5.3.2 定义噪声建模中的回归量
5.3.3 PNM模型的参数选取
5.4 利用PNM去除假阳性激活的实验
5.6 实验结果讨论
5.7 本章小结
第六章 静息态功能连接的研究
6.1 引言
6.2 功能连接的数据处理
6.2.1 生理噪声的消除
6.2.2 种子ROI的选取
6.2.3 功能连接的计算
6.3 互相关分析
6.4 实验结果
6.4.1 静息态功能连接的初步实验
6.4.2 再现性实验
6.4.3 刺激态的功能连接
6.4.4 实验结果讨论
6.5 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 本文所做的工作的总结
7.2 后续的工作与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]电针刺激穴位的脊髓fMRI初步研究[J]. 陈业晞,沈智威,肖叶玉,李志扬,吴仁华,孔抗美. 磁共振成像. 2010(06)
[2]人类脊髓功能磁共振成像的研究进展[J]. 吴增志,孔抗美. 广东医学. 2010(11)
[3]功能磁共振成像评价帕金森患者静息状态下脑功能连接[J]. 陈俊,刘波,刘岘,陈志光,李宁娜,雒晓东. 中国医学影像技术. 2009(06)
[4]脊髓神经功能的功能磁共振成像研究[J]. 王伟东,孔抗美,吴仁华. 汕头大学医学院学报. 2006(02)
[5]基于MATLAB的谱相减语音增强算法的研究[J]. 曹晓琳,张素莉,吴平,丁铁夫. 计算机仿真. 2006(03)
[6]脊柱脊髓损伤的临床回顾与研究方向[J]. 胥少汀. 中国脊柱脊髓杂志. 2005(05)
[7]进一步加强脊髓损伤修复研究[J]. 廖维宏,张光铂. 中国脊柱脊髓杂志. 2003(09)
[8]单次激发EPI序列行颈髓磁共振功能成像的初步研究[J]. 张劲松,葛雅丽,宦怡,李军昌,赵海涛,杨春敏,魏梦绮,常英娟,杨焱. 实用放射学杂志. 2003(01)
博士论文
[1]复杂对指与功能性电刺激下正常与受损脊髓的功能核磁共振研究[D]. 谢楚海.汕头大学 2008
本文编号：3024424
【文章来源】：中南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 脊髓fMRI国内外研究现状及发展动态分析
1.3 论文的组织结构
第二章 BOLD fMRI成像原理及技术
2.1 fMRI原理及应用
2.1.1 BOLD fMRI的成像原理
2.1.2 fMRI的应用
2.1.3 脊髓BOLD fMRI的原理
2.2 静息态功能连接的介绍
第三章 图像的获取与预处理
3.1 实验数据的获取
3.1.1 实验设计
3.1.2 麻醉剂
3.1.3 动物准备
3.1.4 数据采集
3.2 实验数据预处理
3.2.1 运动校正
3.2.2 功能-结构配准和标准化
3.2.3 空间归一化
3.2.4 滤波
3.3 本章小结
第四章 激活数据的获取及其与结构图像的Mapping
4.1 广义线性模型
4.2 建立设计矩阵
4.3 统计推断
4.3.1 t检验
4.3.2 显示结果（Mapping）
4.4 激活结果分析
4.5 总结
第五章 生理噪声建模消除假阳性激活的研究
5.1 引言
5.2 生理噪声对fMRI检测的影响
5.3 生理噪声建模
5.3.1 RETROICOR
5.3.2 定义噪声建模中的回归量
5.3.3 PNM模型的参数选取
5.4 利用PNM去除假阳性激活的实验
5.6 实验结果讨论
5.7 本章小结
第六章 静息态功能连接的研究
6.1 引言
6.2 功能连接的数据处理
6.2.1 生理噪声的消除
6.2.2 种子ROI的选取
6.2.3 功能连接的计算
6.3 互相关分析
6.4 实验结果
6.4.1 静息态功能连接的初步实验
6.4.2 再现性实验
6.4.3 刺激态的功能连接
6.4.4 实验结果讨论
6.5 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 本文所做的工作的总结
7.2 后续的工作与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]电针刺激穴位的脊髓fMRI初步研究[J]. 陈业晞,沈智威,肖叶玉,李志扬,吴仁华,孔抗美. 磁共振成像. 2010(06)
[2]人类脊髓功能磁共振成像的研究进展[J]. 吴增志,孔抗美. 广东医学. 2010(11)
[3]功能磁共振成像评价帕金森患者静息状态下脑功能连接[J]. 陈俊,刘波,刘岘,陈志光,李宁娜,雒晓东. 中国医学影像技术. 2009(06)
[4]脊髓神经功能的功能磁共振成像研究[J]. 王伟东,孔抗美,吴仁华. 汕头大学医学院学报. 2006(02)
[5]基于MATLAB的谱相减语音增强算法的研究[J]. 曹晓琳,张素莉,吴平,丁铁夫. 计算机仿真. 2006(03)
[6]脊柱脊髓损伤的临床回顾与研究方向[J]. 胥少汀. 中国脊柱脊髓杂志. 2005(05)
[7]进一步加强脊髓损伤修复研究[J]. 廖维宏,张光铂. 中国脊柱脊髓杂志. 2003(09)
[8]单次激发EPI序列行颈髓磁共振功能成像的初步研究[J]. 张劲松,葛雅丽,宦怡,李军昌,赵海涛,杨春敏,魏梦绮,常英娟,杨焱. 实用放射学杂志. 2003(01)
博士论文
[1]复杂对指与功能性电刺激下正常与受损脊髓的功能核磁共振研究[D]. 谢楚海.汕头大学 2008
本文编号：3024424
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