基于脑影像数据的功能连接密度研究

发布时间：2020-05-24 23:14

【摘要】：据调查显示,自进入21世纪以来,我国各类精神疾病的患病人数已超过1亿人。其中,大多数的精神疾病患者都是20-39岁的青年人,而且大部分人都没有接受过专业的精神疾病治疗,这给国家带来了极大的精神类疾病负担。为了有效缓解这个局面,寻找各类精神疾病的有效治疗方法迫在眉睫。精神分裂症是精神类疾病中常见的一种疾病,具有可遗传性,在患者一级亲属尤其是同胞中的发病率极高。本文结合基于功能连接密度(functional connectivity density,FCD)和种子点的相关分析两种不同的方法去分析和探索精神分裂症患者和同胞的深层病理机制。本文首先使用基于广义线性模型(General Liner Model,GLM)的脑功能成像分析软件(analysis of functional neuroimages,AFNI)对选取的28名精神分裂症患者和与之相匹配的28名同胞进行了基本的预处理和一般统计分析;接下来本文应用了一种数据驱动的方法-功能连接密度,它用于定量分析全脑每个体素的功能连接密度,密度值越大说明与该体素存在功能连接的体素越多,反之亦然,通过该方法可以迅速确定大脑功能连接枢纽区域的分布。当做完患者和同胞FCD数据分析后,结果显示精神分裂症患者的功能连接枢纽区域主要分布在如下脑区:枕叶、边缘叶、后扣带回、枕中回、角回、舌回,而其同胞的功能连接枢纽区域主要分布在如下脑区:枕叶、楔前叶、小脑后叶、边缘叶、舌回、后扣带回、中央后回、额上回、额中回;此外本文还发现精神分裂症患者的核心FCD区域分布在右侧楔前叶、左侧楔前叶,而其同胞核心FCD区域除了以上两个脑区外,还增加了右侧舌回,这可能揭示了精神分裂症患者核心FCD区域异常。在对患者和同胞进行FCD分析的基础上,接下来本文对精神分裂症患者及同胞进行了基于种子点的全脑功能连接分析。种子点的分析最重要的是对种子点的选取,以前对种子点的选取一般都是基于先验知识,而本文则是结合FCD的结果选取了精神分裂症患者及同胞三个核心FCD区域-右侧楔前叶、左侧楔前叶、右侧舌回,以这三个脑区峰值点为中心、6mm为半径的球形区域作为感兴趣区域(ROI),进一步对患者及同胞进行静息态fMRI脑连接分析。基于种子点的voxel-wise分析表明,相对于同胞相比,精神分裂症患者在三个种子区的连接强度均显著减弱,异常的脑区主要分布在额上回、额中回、额下回、颞上回、颞中回、中央前回、枕叶和边缘叶。本文应用FCD和种子点的相关分析两种不同方法,从两个不同形态探讨了精神分裂症患者及同胞病理机制可能的环境关系,这为临床上精神分裂症的诊治提供借鉴意义。
【图文】：

不同相,方式,面相,功能连接

逦基于脑影像数据的功能连接密度研究逦逡逑一，两个小立方体之间的面相接了则称为两个体素相连；第二，两个小立方体除逡逑了面相接之外，如果１２条边只要有一条边相接则称为两个体素相连；第三，两逡逑个小立方体除了面相接、边相接之外，如果８个顶角只要有一个角相接了则称为逡逑两个体素相连。３种体素具体相接方式如下图２－１所示，本文选取的是第二种体逡逑素相连方式的距离性度量。它的数学表达式如下所示：逡逑ｄｉｓｔ（ｘｒｘ邋｛逦（２－１８）逡逑ｖ邋＇逦［0，邋ｅｓｌｅ逡逑

空间分布,精神分裂症患者,空间分布

３．２．１ＦＣＤ的空间分布逡逑首先，待所有被试按照预处理流程处理完毕后，用ＭＡＴＬＡＢ７．０提取所有逡逑被试体素的平均时间序列，再计算每个体素的ＦＣＤ值。图３－１，３－２给出了精神逡逑分裂症患者及同胞的ＦＣＤ的空间分布，，用ＢｒａｉｎＮｅｔ邋（ｂｒａｉｎ邋ｎｅｔｗｏｒｋ邋ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ逡逑ｔｏｏｌ）软件显示。逡逑４．２９逦１５９１．０４逡逑图３－１精神分裂症患者组ＦＣＤ的空间分布逡逑如上图３－１所示，我们发现精神分裂症患者的功能连接枢纽区域主要分布在逡逑如下脑区：枕叶、边缘叶、后扣带回、枕中回、角回、舌回。逡逑２４逡逑
【学位授予单位】：湖南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R749.3

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