多模态神经成像的脑网络技术在癫痫中的应用研究
发布时间：2021-07-05 14:55
癫痫是一种常见的慢性脑部疾病,以反复的神经元异常同步放电所致的神经功能失常为特征。尽管先前的研究已经开始在不同尺度上对癫痫的病理机制进行了研究,但癫痫的发病机制仍然没有得到较好的理解,特别是其脑机制仍不明确。近年来神经成像技术和脑网络分析方法迅猛发展,特别是静息态功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging,fMRI）和弥散张量成像（diffusion tensor imaging,DTI）等新兴技术在脑科学领域的广泛应用,为神经精神疾病的脑机制研究提供了新的途径。由于单模态的影像技术只能反映大脑活动单一的特征,因此,整合多模态的神经成像技术对刻画癫痫的功能和结构影像特征,以及探索癫痫活动起源和网络传播的脑机制具有科学意义。本文着眼于融合功能连接、有效连接以及结构连接等多模态脑网络分析方法,从癫痫关键脑网络、癫痫活动的动态演化、癫痫的意识功能障碍几个方面,对癫痫的脑网络机制进行深入、创新性的研究。主要研究内容包含以下五个方面:1.针对特发性全面发作的癫痫患者脑结构和功能网络特性,采用基于纤维束的结构连接和静息态功能连接来构建患者的关键环路组...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：117 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
Richclub曲线在GTCS患者和对照间的差异以及richclub节点的分布图
19组标准化的组平均 rich club 曲线。患者组在 k = 26 到 k = 28 的阈值下 rich club 水平有显著降低（p < 0.01, 10000次置换检验）。图2-2显示了在不同连接强度（0.15-0.4）下功能网网络对应的 rich club 结果。我们在组水平上选取了在 k > 24 的 rich club节点，包括双侧海马，脑岛，核壳，丘脑，楔前叶和眶额叶。图 2-1 Rich club 曲线在 GTCS 患者和对照间的差异以及 rich club 节点的分布图。注：A，结构网络 rich club 曲线；B，结构网络 rich club 节点分布；C，功能网络 rich club 曲线；D, 功能网络rich club 节点分布；E, rich club 网络节点和连接的示意图。结构网络 rich club 节点包括海马（hippocampus）、脑岛（insula）、壳核（putamen）、丘脑（thalamus）、楔前叶（precuneus）以及眶额叶（inferior orbitofrontal gyrus;功能网络 rich club 节点包括脑岛, 内侧额叶（medial superior frontal gyrus）、内侧眶额叶（medial orbitofrontalgyrus）、后扣带回（posterior cingulate gyrus）、罗兰岛盖（rolandic operculum）和中央后回（postcentral gyrus）。*代表 GTCS 患者和对照存在显著的组间差异。与结构网络一致，GTCS 患者组和正常对照组也都表现出明显的 rich club 属性。在k > 14和k > 13时，rich club系数 ( )大于（1p < 0.05, Bonferroni校正）。在k = 16到k = 20这段阈值范围内，GTCS的rich club水平显著降低（p < 0.01, 10000次置换检验）。功能 rich club 区域在组水平 k > 15 获取
图 2-3 不同类别的连接（rich club、feeder 和 local）强度在 GTCS 和对照间的差异。注：A，结构连接网络；B，通过 NOS 连接权重校正的结构连接网络；C, 功能连接网络。*代表 GTCS 患者和对照存在显著的组间差异，结果通过 FDR 校正。2.3.3 GTCS在rich club组织内网络属性特异性降低如上所述，我们分析了 rich club 网络和非 rich club 网络的全局效率和聚类系数来探测病人网络属性改变的特异性。对结构网络和经过 NOS 连接权重校正的结构网络，统计分析均显示患者的 rich club 组织内的全局效率和聚类系数显著降低（p < 0.01, FDR 校正）。对于功能网络，结果亦然如此，在 rich club 组织内，网络的全局效率和聚类系数显著降低（p < 0.01, FDR 校正）。相比之下，非 rich club组织的网络属性则没有显著性差异，见图 2-4。
【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
本文编号：3266286
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：117 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
Richclub曲线在GTCS患者和对照间的差异以及richclub节点的分布图
19组标准化的组平均 rich club 曲线。患者组在 k = 26 到 k = 28 的阈值下 rich club 水平有显著降低（p < 0.01, 10000次置换检验）。图2-2显示了在不同连接强度（0.15-0.4）下功能网网络对应的 rich club 结果。我们在组水平上选取了在 k > 24 的 rich club节点，包括双侧海马，脑岛，核壳，丘脑，楔前叶和眶额叶。图 2-1 Rich club 曲线在 GTCS 患者和对照间的差异以及 rich club 节点的分布图。注：A，结构网络 rich club 曲线；B，结构网络 rich club 节点分布；C，功能网络 rich club 曲线；D, 功能网络rich club 节点分布；E, rich club 网络节点和连接的示意图。结构网络 rich club 节点包括海马（hippocampus）、脑岛（insula）、壳核（putamen）、丘脑（thalamus）、楔前叶（precuneus）以及眶额叶（inferior orbitofrontal gyrus;功能网络 rich club 节点包括脑岛, 内侧额叶（medial superior frontal gyrus）、内侧眶额叶（medial orbitofrontalgyrus）、后扣带回（posterior cingulate gyrus）、罗兰岛盖（rolandic operculum）和中央后回（postcentral gyrus）。*代表 GTCS 患者和对照存在显著的组间差异。与结构网络一致，GTCS 患者组和正常对照组也都表现出明显的 rich club 属性。在k > 14和k > 13时，rich club系数 ( )大于（1p < 0.05, Bonferroni校正）。在k = 16到k = 20这段阈值范围内，GTCS的rich club水平显著降低（p < 0.01, 10000次置换检验）。功能 rich club 区域在组水平 k > 15 获取
图 2-3 不同类别的连接（rich club、feeder 和 local）强度在 GTCS 和对照间的差异。注：A，结构连接网络；B，通过 NOS 连接权重校正的结构连接网络；C, 功能连接网络。*代表 GTCS 患者和对照存在显著的组间差异，结果通过 FDR 校正。2.3.3 GTCS在rich club组织内网络属性特异性降低如上所述，我们分析了 rich club 网络和非 rich club 网络的全局效率和聚类系数来探测病人网络属性改变的特异性。对结构网络和经过 NOS 连接权重校正的结构网络，统计分析均显示患者的 rich club 组织内的全局效率和聚类系数显著降低（p < 0.01, FDR 校正）。对于功能网络，结果亦然如此，在 rich club 组织内，网络的全局效率和聚类系数显著降低（p < 0.01, FDR 校正）。相比之下，非 rich club组织的网络属性则没有显著性差异，见图 2-4。
【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
本文编号：3266286
本文链接：https://www.wllwen.com/yixuelunwen/shenjingyixue/3266286.html
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