静息态fMRI动态功能网络微状态的脑老化特性研究

发布时间：2021-02-28 22:32

　　伴随着年龄的增长,大脑会发生结构萎缩、功能衰退等一系列变化,极易引发各种神经系统疾病。老龄相关的大脑衰退及其相关疾病严重降低老年人的生活质量,会给家庭和社会带来沉重的精神和经济负担。研究大脑正常的衰退规律,对于老龄相关疾病的研究,以及揭示大脑衰老机制具有重要意义。基于静息态功能磁共振成像的脑网络分析是研究大脑自发神经活动的重要手段。研究表明,静息态下的大脑功能连接网络也表现出动态特性,存在一系列跨时间、跨个体重现的固定模式状态,即微状态。但目前对于年龄相关的大脑动态功能连接网络微状态研究还未见报道。本文基于静息态fMRI数据,针对31名青年、28名中年和27名老年健康被试者,利用滑动窗技术构建全脑动态功能连接网络,并利用聚类算法对动态功能连接网络进行聚类分析,得到5个跨时间、跨个体重现的功能连接网络微状态,并在5个微状态下分析年龄相关的大脑功能变化。首先,利用微状态间距离和转换次数等指标量化评价不同滑动窗长下动态功能连接网络聚类结果的影响,发现随着窗长的增加,微状态的变异性逐渐减弱并且在50-60s窗长范围开始趋于稳定。然后,针对微状态的动态转化时序,提取状态停留时间、转换频率及状态稳... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

课题研究方案流程图

经活动过程中的能量代谢波动情况。动态功能连用方法，基于静息态fMRI数据利用滑动窗技术计间神经活动信号的相关性即可得到动态功能连接定义与信号提取章已经介绍了脑功能网络定义的三种方法，分别成分分析法和基于全脑模板的方法，而基于全脑络构建中最常用的方法。常用的图谱有 A Montreal Neurological Institute（MNI）机构提供签（Anatomical Automatic Labeling，AAL）模板为 5 个网络，分别是感觉运动网络，枕区，额顶网络以及小脑部分。使用 Brain viewer 进行显示

图 3-2 稳态功能连接网络而动态功能连接网络的构建则需要一定长度的时间窗在时间信号上进行滑动，在每一个时间窗下分别计算大脑两两脑区之间的皮尔森相关系数，得到一系列随时间变化的全脑动态功能连接矩阵。本文中为了分析窗长的选择对后期数据处理结果的影响，在滑动窗长为 10s（4TR）到 100s （40TR）下都做了动态功能连接网络的提取，且滑动步长为 1TR。下面以滑动窗长为 50（20TR）为例展示了动态功能连接网络的构建流程：窗长为 20TR 的滑动窗在全脑时间信号上进行滑动，在每一个滑动窗下分别计算得到一个全脑的功能连接矩阵，这样一共得到 227 个全脑功能连接矩阵。为了便于分析在这里我们将所有的功能连接矩阵进行 Fisher-Z 变换。

【参考文献】：
期刊论文
[1]静息态功能连接网络对大脑不同水平认知衰退的研究进展[J]. 刘亚男,陈元园,沙淼,綦宏志,明东,周鹏.  生物医学工程学杂志. 2017(04)
[2]年龄相关的动态功能连接网络特征研究[J]. 赵欣,张雄,王伟伟,刘亚男,沙淼,陈元园,倪红艳,明东.  生物医学工程学杂志. 2017(02)
[3]老龄相关的静息状态脑功能网络变化的磁共振成像研究[J]. 张佳琦,林蔚然.  临床医药文献电子杂志. 2016(34)
[4]脑老化及相关神经疾病新进展[J]. 朱明伟,王鲁宁.  中国现代神经疾病杂志. 2014(03)
[5]静息态功能连接与解剖结构连接在人脑中联合研究[J]. 刘珍银,邱士军.  国际医学放射学杂志. 2010(05)
[6]静息态功能性磁共振成像的研究进展[J]. 黄敏,钱若兵.  立体定向和功能性神经外科杂志. 2010(01)
[7]认知医学数字图像通讯标准——DICOM[J]. 童明杰,胡大可.  国外医学.生物医学工程分册. 1999(05)



本文编号：3056553