持久同调在复杂脑网络中的研究
发布时间：2022-08-13 11:35
复杂网络的图论指标分析对于揭示某些大脑神经和认知疾病的病理有十分重要的作用,也为某些大脑疾病的识别和诊断提供了重要的生物标记物。然而图论方法无法为复杂网络研究提供更高层次的拓扑特征。随着代数拓扑学的发展,基于持久同调的复杂脑网络分析已成为一个新的研究方向。持久同调的最新研究表明,人脑网络结构及功能的改变为许多精神疾病和神经退行性疾病提供了新的生物标记物。本文基于持久同调理论研究复杂脑网络主要工作如下:（1）总结分析了基于各种影像数据的复杂脑网络构建方法,构建了全脑水平的代谢脑网络和子网水平的功能脑网络。（2）针对持久同调理论中,持久性特征变化复杂多样、难以比较的问题,本文在持久同调理论基础上引入了核方法,提出了一个新颖的单变量网络指标,该指标不仅能够较好的描述持久性特征,还能量化持久性图的差异。（3）本文将所提出的基于持久同调的核方法应用于代谢脑网络的研究。在代谢脑网络实验中,研究了来自于阿尔茨海默氏病神经影像学倡议（ADNI）数据库的140例阿尔茨海默氏病（AD）、280例轻度认知障碍（MCI）和280例健康正常对照（NC）的氟代脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描成像数据。实验表明,本文的...
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 神经成像技术的研究及应用
1.2.2 复杂脑网络分析的研究
1.2.3 持久同调研究
1.3 本文的研究内容
1.4 本文章节的安排
1.5 本章小结
第二章 复杂脑网络的构建
2.1 复杂网络相关理论
2.1.1 复杂网络的构成
2.1.2 复杂网络的分类
2.2 大尺度脑网络的构建
2.2.1 结构脑网络的构建
2.2.2 代谢脑网络的构建
2.2.3 功能脑网络的构建
2.3 大脑功能子网络的构建
2.4 本章小结
第三章 复杂脑网络分析方法
3.1 图论属性分析
3.1.1 特征路径长度
3.1.2 网络直径
3.1.3 模块化
3.1.4 聚类系数
3.1.5 小世界属性
3.1.6 全局效率
3.1.7 局部效率
3.2 持久同调性分析
3.2.1 集成的持久性特征
3.2.2 基于核的集成持久性特征指标
3.3 本章小结
第四章 代谢脑网络持久同调性研究
4.1 数据的采集及预处理
4.1.1 被试者
4.1.2 数据采集及预处理
4.2 实验结果
4.2.1 代谢脑网络
4.2.2 图论属性差异分析
4.2.3 持久同调性差异分析
4.2.4 统计组差异表现
4.2.5 分类表现
4.3 实验讨论
4.3.1 实验结论
4.3.2 探索其他连通性定义
4.3.3 基于其他脑图谱的网络分析
4.4 本章小结
第五章 AOPE基因型功能子网络持久同调性研究
5.1 数据的采集及预处理
5.1.1 被试者
5.1.2 数据采集及预处理
5.2 实验结果
5.2.1 功能子网络分析
5.2.2 图论指标差异分析
5.2.3 持久同调性差异分析
5.3 实验讨论
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间所取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]18F-FDG PET/CT显像评估鼻咽癌治疗后疗效的价值[J]. 伍日照,黄斌豪,周锦俊,梁杏菊. 当代医学. 2020(10)
[2]2019年中国脑科学研究进展[J]. 胡志安,何超. 第三军医大学学报. 2020(05)
[3]急性颅脑损伤诊断中磁共振与CT技术的应用价值分析[J]. 范宏伟. 实用医学影像杂志. 2020(01)
[4]磁共振弥散加权成像技术在脑梗死诊断中的应用价值[J]. 黄飞. 中国现代药物应用. 2020(04)
[5]脑部动脉自旋标记MRI灌注成像技术的临床应用范围[J]. 李相生,石进. 中华老年心脑血管病杂志. 2020(02)
[6]拖延的大尺度脑网络效用连接模式:基于多态格兰杰因果模型分析[J]. 陈志毅,苏缇,张荣,许婷,周凡,杨雅琪,冯廷勇. 中国科学:生命科学. 2020(01)
[7]磁共振成像的基本原理及在鼻部疾病诊疗中的应用[J]. 邓洁,杨智云,史剑波. 中华耳鼻咽喉头颈外科杂志. 2019(11)
[8]情绪记忆增强效应的脑功能机制相关研究[J]. 陈翠,陈湛愔. 中国实用神经疾病杂志. 2019(14)
[9]首发轻中度抑郁症患者治疗前后脑任务态功能磁共振研究[J]. 宋筱蕾,穆新暖,于美霞,张文杰,王滨. 临床放射学杂志. 2019(07)
[10]七氟烷和地氟烷对发育中大脑神经元可塑性的影响[J]. 石宝序,邵安胜. 医药导报. 2019(07)
博士论文
[1]基于多模态核磁技术探讨太极拳联合tDCS对MCI患者认知功能影响的神经机制研究[D]. 徐颖.福建中医药大学 2019
[2]基于多模态影像数据的脑网络研究[D]. 赵维.湖南师范大学 2019
[3]持久同调与共形映射下三维点云的特征表示研究[D]. 况立群.中北大学 2018
[4]基于FDG-PET脑代谢网络的正常人性别差异及癌症并抑郁患者脑网络拓扑改变的研究[D]. 方雷.山东大学 2017
硕士论文
[1]基于局部差异的最小生成树功能脑网络分类研究[D]. 李舒婷.太原理工大学 2019
[2]ApoE基因型对阿尔茨海默病功能脑网络影响的研究[D]. 李婷.太原理工大学 2019
[3]基于格兰杰因果分析的MCI脑网络分类研究[D]. 崔会芳.太原理工大学 2019
[4]多层复杂网络在精神分裂症分类中的应用研究[D]. 陈谦山.太原理工大学 2019
[5]创造性思维与大脑半球间结构及功能连接的关系研究[D]. 吴欣然.西南大学 2019
[6]高焦虑个体威胁性刺激注意偏向的脑功能网络属性研究[D]. 刘庆.燕山大学 2018
[7]基于纵向FDG-PET个体代谢脑网络构建及轻度认知障碍转化预测研究[D]. 赵煜.兰州大学 2018
[8]穴位磁刺激亚健康失眠脑网络整体与个体差异性分析[D]. 吴霞.河北工业大学 2017
[9]基于随机分块模型的结构脑网络连接评价的研究[D]. 李荣荣.太原理工大学 2017
[10]基于FDG-PET的个体网络构建方法及其在阿尔茨海默症诊断中的特性研究[D]. 南怀良.兰州大学 2017
本文编号：3676956
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 神经成像技术的研究及应用
1.2.2 复杂脑网络分析的研究
1.2.3 持久同调研究
1.3 本文的研究内容
1.4 本文章节的安排
1.5 本章小结
第二章 复杂脑网络的构建
2.1 复杂网络相关理论
2.1.1 复杂网络的构成
2.1.2 复杂网络的分类
2.2 大尺度脑网络的构建
2.2.1 结构脑网络的构建
2.2.2 代谢脑网络的构建
2.2.3 功能脑网络的构建
2.3 大脑功能子网络的构建
2.4 本章小结
第三章 复杂脑网络分析方法
3.1 图论属性分析
3.1.1 特征路径长度
3.1.2 网络直径
3.1.3 模块化
3.1.4 聚类系数
3.1.5 小世界属性
3.1.6 全局效率
3.1.7 局部效率
3.2 持久同调性分析
3.2.1 集成的持久性特征
3.2.2 基于核的集成持久性特征指标
3.3 本章小结
第四章 代谢脑网络持久同调性研究
4.1 数据的采集及预处理
4.1.1 被试者
4.1.2 数据采集及预处理
4.2 实验结果
4.2.1 代谢脑网络
4.2.2 图论属性差异分析
4.2.3 持久同调性差异分析
4.2.4 统计组差异表现
4.2.5 分类表现
4.3 实验讨论
4.3.1 实验结论
4.3.2 探索其他连通性定义
4.3.3 基于其他脑图谱的网络分析
4.4 本章小结
第五章 AOPE基因型功能子网络持久同调性研究
5.1 数据的采集及预处理
5.1.1 被试者
5.1.2 数据采集及预处理
5.2 实验结果
5.2.1 功能子网络分析
5.2.2 图论指标差异分析
5.2.3 持久同调性差异分析
5.3 实验讨论
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间所取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]18F-FDG PET/CT显像评估鼻咽癌治疗后疗效的价值[J]. 伍日照,黄斌豪,周锦俊,梁杏菊. 当代医学. 2020(10)
[2]2019年中国脑科学研究进展[J]. 胡志安,何超. 第三军医大学学报. 2020(05)
[3]急性颅脑损伤诊断中磁共振与CT技术的应用价值分析[J]. 范宏伟. 实用医学影像杂志. 2020(01)
[4]磁共振弥散加权成像技术在脑梗死诊断中的应用价值[J]. 黄飞. 中国现代药物应用. 2020(04)
[5]脑部动脉自旋标记MRI灌注成像技术的临床应用范围[J]. 李相生,石进. 中华老年心脑血管病杂志. 2020(02)
[6]拖延的大尺度脑网络效用连接模式:基于多态格兰杰因果模型分析[J]. 陈志毅,苏缇,张荣,许婷,周凡,杨雅琪,冯廷勇. 中国科学:生命科学. 2020(01)
[7]磁共振成像的基本原理及在鼻部疾病诊疗中的应用[J]. 邓洁,杨智云,史剑波. 中华耳鼻咽喉头颈外科杂志. 2019(11)
[8]情绪记忆增强效应的脑功能机制相关研究[J]. 陈翠,陈湛愔. 中国实用神经疾病杂志. 2019(14)
[9]首发轻中度抑郁症患者治疗前后脑任务态功能磁共振研究[J]. 宋筱蕾,穆新暖,于美霞,张文杰,王滨. 临床放射学杂志. 2019(07)
[10]七氟烷和地氟烷对发育中大脑神经元可塑性的影响[J]. 石宝序,邵安胜. 医药导报. 2019(07)
博士论文
[1]基于多模态核磁技术探讨太极拳联合tDCS对MCI患者认知功能影响的神经机制研究[D]. 徐颖.福建中医药大学 2019
[2]基于多模态影像数据的脑网络研究[D]. 赵维.湖南师范大学 2019
[3]持久同调与共形映射下三维点云的特征表示研究[D]. 况立群.中北大学 2018
[4]基于FDG-PET脑代谢网络的正常人性别差异及癌症并抑郁患者脑网络拓扑改变的研究[D]. 方雷.山东大学 2017
硕士论文
[1]基于局部差异的最小生成树功能脑网络分类研究[D]. 李舒婷.太原理工大学 2019
[2]ApoE基因型对阿尔茨海默病功能脑网络影响的研究[D]. 李婷.太原理工大学 2019
[3]基于格兰杰因果分析的MCI脑网络分类研究[D]. 崔会芳.太原理工大学 2019
[4]多层复杂网络在精神分裂症分类中的应用研究[D]. 陈谦山.太原理工大学 2019
[5]创造性思维与大脑半球间结构及功能连接的关系研究[D]. 吴欣然.西南大学 2019
[6]高焦虑个体威胁性刺激注意偏向的脑功能网络属性研究[D]. 刘庆.燕山大学 2018
[7]基于纵向FDG-PET个体代谢脑网络构建及轻度认知障碍转化预测研究[D]. 赵煜.兰州大学 2018
[8]穴位磁刺激亚健康失眠脑网络整体与个体差异性分析[D]. 吴霞.河北工业大学 2017
[9]基于随机分块模型的结构脑网络连接评价的研究[D]. 李荣荣.太原理工大学 2017
[10]基于FDG-PET的个体网络构建方法及其在阿尔茨海默症诊断中的特性研究[D]. 南怀良.兰州大学 2017
本文编号：3676956
本文链接：https://www.wllwen.com/yixuelunwen/shenjingyixue/3676956.html
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