面向轻度认知障碍的神经影像建模方法研究

发布时间：2017-04-22 18:04

  本文关键词：面向轻度认知障碍的神经影像建模方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近几年,我国老年人口比重的提高导致老年疾病的发病率逐渐上升,常见的阿尔茨海默病(俗称老年痴呆,简称AD)的不可逆性给患者及其亲属带来巨大的压力。介于正常老龄化及老年痴呆之间的轻度认知障碍的研究对AD的早期防治有重要意义。然而轻度认知障碍的临床症状不明显、诊断方法局限等因素给疾病临床诊断带来不便,因此轻度认知障碍诊断的研究成为重点。磁共振技术的出现使得脑组织及功能的研究迈进一个新的阶段,已有研究显示,轻度认知障碍患者的灰质会有一定程度的减少,这可以作为疾病诊断的依据。另外,为方便知识共享与复用,需要在轻度认知障碍领域构建一个标准化结构化的知识体系。因此,本文构建针对轻度认知障碍诊断方面的知识模型,主要工作有：(1)进行大脑曲面形态学分析。从原始磁共振图像获取大脑皮层厚度值,并对应到AAL脑分区模板上,分析对比轻度认知障碍患者和正常老龄化两类人群的皮层厚度差异,并选取两类人群皮层厚度差异显著的脑分区作为诊断特征,为后续的知识建模打下基础。(2)设计并实现领域知识建模。一方面,本体论在医学领域应用的有效性得以证实,然而在轻度认知障碍诊断方面没有可用的本体,所以本文使用本体论对轻度认知障碍疾病以及磁共振图像的相关知识进行建模管理；另一方面,我们使用经典机器学习算法辅助构建规则库,由于C4.5算法在该领域的应用中取得较好的性能,并且该算法具有训练速度快、结果简单易于分析等优势,所以选用C4.5算法训练并形式化用于轻度认知障碍诊断的本体推理规则。(3)实现疾病推理。基于领域知识模型在eclipse开发环境下使用Jena API实现推理引擎,连接本体和规则库,完成自动推理疾病的任务,同时更新本体。(4)模型评估。通过十折交叉验证,我们计算不同方法的多种统计学指标,例如Precision, Recall,F-score, Kappastatistic以及算法训练模型的时间等相关指标,用以评估不同算法在该领域的应用,结果显示,C4.5算法具有较高的Recall值,F-Score值以及Kappa statistic值,其Precision值与BN的该值相同,其模型的训练时间这个衡量指标上仅差于BN。为了使评估更具说服力,文中还采用配对样本T检验对比C4.5算法及其他三种经典机器学习算法在该领域的准确率,综合各项指标以及算法本身的特性可以看出,在这几种算法中,C4.5算法更适合本文的应用,并且整个知识模型具有其可行性,可以应用于临床辅助诊断轻度认知障碍。
【关键词】：本体论 磁共振图像 轻度认知障碍 机器学习 知识建模 疾病诊断
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R749.1;TP391.41
【目录】：

• 中文摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 研究现状10-11
• 1.2.1 MCI磁共振图像的相关研究10-11
• 1.2.2 医学领域本体模型研究现状11
• 1.3 研究目的和意义11-13
• 1.4 本文研究内容13
• 1.5 本文结构安排13-15
• 第二章 神经影像特征的知识建模理论15-24
• 2.1 磁共振成像技术及图像处理流程15-17
• 2.1.1 磁共振成像技术15-16
• 2.1.2 大脑皮层16
• 2.1.3 磁共振图像预处理流程16-17
• 2.2 本体相关知识17-22
• 2.2.1 本体论定义17-18
• 2.2.2 本体论基础语言18-20
• 2.2.3 本体论建模工具20-21
• 2.2.4 本体的应用21-22
• 2.2.5 领域本体构建原则和步骤22
• 2.3 本章小结22-24
• 第三章 基于磁共振图像的知识模型设计24-34
• 3.1 特征提取与特征选择24-28
• 3.1.1 数据来源24-25
• 3.1.2 磁共振图像预处理25
• 3.1.3 获取皮层厚度25-26
• 3.1.4 特征选择26-28
• 3.2 本体模型设计28-32
• 3.3 规则库的设计32-33
• 3.4 本章小结33-34
• 第四章 MCI知识库及疾病诊断实现34-44
• 4.1 MCI知识库实现34-40
• 4.1.1 本体模型的构建34-38
• 4.1.2 规则库的生成38-40
• 4.2 疾病诊断实现40-43
• 4.3 本章小结43-44
• 第五章 实验结果及模型评估44-46
• 第六章 全文总结与展望46-48
• 6.1 工作内容总结46-47
• 6.2 研究展望47-48
• 参考文献48-51
• 在学期间的科研成果51-52
• 致谢52

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 赵永波;轻度认知障碍及其进展[J];河南大学学报(医学版);2005年02期

2 范云泽;房伟;张强;;对轻度认知障碍预警及干预的临床意义[J];医学综述;2008年13期

3 崔其福;赵艳茹;;轻度认知障碍研究进展[J];赤峰学院学报(自然科学版);2008年S1期

4 尹昌浩;郭艳芹;韩璎;;轻度认知障碍的研究进展[J];医学研究生学报;2012年09期

5 宋守君;;轻度认知障碍的研究进展[J];国外医学(老年医学分册);2001年04期

6 方芳,晏勇;轻度认知障碍的研究进展[J];重庆医学;2004年06期

7 熊光润,陈静,王虹敏,顾昱,熊芳琴,冯玲,谭晓敏,王静;轻度认知障碍患者情感图片再认的研究[J];神经疾病与精神卫生;2004年03期

8 赵永波,周晓琳;轻度认知障碍[J];神经疾病与精神卫生;2004年05期

9 马立华;;轻度认知障碍研究现状[J];中国医学文摘.内科学;2004年01期

10 刘彬,韶红,彭永革,丁惠莹;对深圳罗湖区老年人轻度认知障碍的调查与分析[J];广州中医药大学学报;2005年05期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 赵永波;周晓琳;;轻度认知障碍[A];中华医学会第七次全国神经病学学术会议论文汇编[C];2004年

2 赵永波;周晓琳;;轻度认知障碍[A];第七届全国老年医学学术会议暨海内外华人老年医学学术会议论文汇编[C];2004年

3 赵永波;周晓琳;;轻度认知障碍概念及进展[A];2005年中国神经心理学学术会议论文集[C];2005年

4 陈皓;洪楠;;磁共振扩散张量成像对轻度认知障碍的初步研究[A];中华医学会第十三届全国放射学大会论文汇编（下册）[C];2006年

5 高芳;张允岭;韩振蕴;侯小兵;金香兰;陈宝鑫;何婷婷;;血管源性轻度认知障碍认知损害特点分析[A];中医药中青年科技创新与成果展示论坛论文集[C];2009年

6 高芳;张允岭;韩振蕴;侯小兵;金香兰;陈宝鑫;何婷婷;;血管源性轻度认知障碍认知损害特点分析[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集（3）[C];2009年

7 陈怀红;;轻度认知障碍的现代概念和研究进展[A];2005年浙江省老年医学学术会议论文汇编[C];2005年

8 何迎春;张如富;;轻度认知障碍的中医辨证分型[A];浙江省中西医结合学会神经内科专业委员会第五次学术研讨会中西医结合神经内科学习班资料汇编[C];2006年

9 王健;林水淼;;从“心”论治轻度认知障碍的思考[A];第十次中医药防治老年病学术交流会论文集[C];2012年

10 于华林;詹向红;;近10年轻度认知障碍研究进展[A];2013年全国老年性痴呆与相关疾病学术会议论文汇编[C];2013年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 指导专家 上海交通大学医学院附属精神卫生中心精神科 张毅 副主任医师 王子扬;老人谨防轻度认知障碍发展成老年痴呆[N];上海中医药报;2013年

2 中华医学会神经病学分会主任委员 贾建平;轻度认知障碍 需尽早诊治[N];健康报;2011年

3 李 浩 刘 芳 徐立然　侯留法 崔 玲 罗增刚;还脑益聪胶囊对老年轻度认知障碍的影响[N];中国中医药报;2004年

4 刘鹏;美研究显示：较之女性,男性更易“健忘”[N];新华每日电讯;2008年

5 ;老翁更健忘,但学问大忘性小[N];新华每日电讯;2010年

6 本报记者 聂国春;轻度认知障碍是老年痴呆最佳治疗时机[N];中国消费者报;2009年

7 褚晓明;轻度认知障碍者是老年痴呆高危人群[N];健康报;2005年

8 通讯员褚晓明;拿起电话筒 家中诊痴呆[N];科技日报;2002年

9 王增;经常焦虑忧郁易患失忆症[N];卫生与生活报;2007年

10 吕乃群;叶酸可控制轻度认知障碍[N];卫生与生活报;2008年

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 张耀东;老年轻度认知障碍的现状调查、危险因素及早期干预研究[D];苏州大学;2011年

2 黄觉斌;自然人群中老年人轻度认知障碍的随访研究[D];中国协和医科大学;2002年

3 姚志军;轻度认知障碍和阿尔兹海默病脑形态异常的磁共振影像研究[D];兰州大学;2011年

4 尹昌浩;两种类型轻度认知功能障碍患者的多模态核磁共振研究[D];吉林大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张兰;石河子老年轻度认知障碍影响因素的分析[D];石河子大学;2015年

2 甄淑芳;轻度认知障碍患者早年创伤事件和事件相关电位的研究[D];河北医科大学;2015年

3 李彦明;血脂和甲状腺激素水平对轻度认知障碍筛查和早期诊断的临床意义[D];河北医科大学;2015年

4 马旭;面向轻度认知障碍的神经影像建模方法研究[D];兰州大学;2015年

5 黎彬如;轻度认知障碍的临床研究[D];广西医科大学;2006年

6 区凤娟;基于数据挖掘遗忘型轻度认知障碍古代方剂用药规律分析[D];广州中医药大学;2015年

7 尹立勇;轻度认知障碍调查与诊断研究[D];河北医科大学;2010年

8 沈银;广州地区城乡65岁及以上老人轻度认知障碍和痴呆的流行病学调查[D];广州医学院;2011年

9 李雪;中医健康教育对中风后轻度认知障碍患者的干预[D];长春中医药大学;2013年

10 赵腾;糖原合酶激酶-3β活性与轻度认知障碍的相关性研究[D];吉林大学;2010年

  本文关键词：面向轻度认知障碍的神经影像建模方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：320944