基于PET影像数据的脑功能代谢算法研究

发布时间：2017-05-17 03:09

  本文关键词：基于PET影像数据的脑功能代谢算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：神经科学和信息科学是当今自然科学研究的两大热点,而神经信息学是这两大学科相结合的新兴学科。随着计算机视觉技术的快速发展与新型非入侵性影像学手段的引入,人类对自身大脑功能的研究也日趋成熟与系统。然而,由于正常人群静息状态的正电子断层发射成像(positron emission tomography, PET)影像数据的来源渠道和数据总量较少,同时国内外对人脑代谢与年龄和性别关系的相关研究数量尚且不多,就结其果方面而言,各个研究之间也没有达到统一,因此到目前为止描述脑功能代谢水平的变化趋势的精准度不高。 本文以大样本量的静息状态正常人群的PET影像数据为基础,分析脑功能在代谢上的表现,从而达到阐述年龄差异和性别差异对大脑影响的目的。本文的工作具体体现在如下几个方面： (1)基于PET影像数据的脑代谢与年龄差异相关性算法研究 将224个研究对象按照10年为一个年龄段分为5组。对所有被试的图像进行预处理后以30岁组为对照组,用统计参数图法(statistical parametric mapping, SPM)对其他4组分别与30岁组进行两个独立样本的t检验,以考察年龄差异对病人大脑功能性代谢的影响。结果显示：40岁以前组代谢没有出现明显减低；40岁以后随着各组年龄的增加脑代谢降低速度明显加快,涉及到右侧额叶、双侧颞叶、双侧扣带、双侧尾状核、左侧舌回、左侧顶叶,其中以右侧额叶代谢降低最明显。此外本文没有发现在枕叶、壳核和丘脑出现脑代谢减低的现象。 (2)基于PET影像数据的脑代谢与性别差异相关性算法研究 将204个研究对象按照性别分为两组,女性组和男性组。首先,对所有被试的图像数据进行预处理,其次使用SPM方法对于按照性别差异所分成的两组进行两个独立样本的t检验。结果显示：女性对照组代谢高于男性对照组的激活脑区主要集中在双侧枕叶,在右侧缘上回也有分布；男性组大脑葡萄糖代谢率比女性组高的脑区主要集中在颞叶、额叶、顶叶区域。静息态大脑功能的这些差异反映了大脑在行为或认知过程中不同的生物学基础。 本次研究与以往的研究进行了一定程度上的印证,同时,也发现了一些与以往矛盾或者是没有提及到的现象,更加准确和系统地描述了正常人脑的代谢水平的变化规律,有助于我们更好地了解人类的认知活动及脑对信息的处理加工机制。今后,团队准备在此基础上不断扩大该脑代谢数据库,从而建立中国人正常脑代谢的模型,为进一步研究老年痴呆和帕金森症等病理性脑老化性疾病的发病机制奠定坚实的基础。
【关键词】：脑 静息 葡萄糖代谢 PET影像 相关性 年龄差异 性别差异
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R318.04
【目录】：

• 中文摘要3-5
• Abstract5-7
• 目录7-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 引言9-10
• 1.2 研究脑的重要意义10-11
• 1.3 神经医学影像的发展11-13
• 1.3.1 结构成像技术11-12
• 1.3.2 功能成像技术12-13
• 1.4 研究现状和论文工作13-16
• 1.5 本文结构16-17
• 第二章 PET影像的成像原理及统计分析17-25
• 2.1 PET影像的发展进程17
• 2.2 PET影像的成像原理17-18
• 2.3 PET影像的重建方法18-19
• 2.4 实验设计19-20
• 2.4.1 实验平台19-20
• 2.4.2 数据采集20
• 2.5 PET影像数据的统计分析20-25
• 2.5.1 图像预处理21-22
• 2.5.2 统计分析22-25
• 第三章 基于FDG_PET影像数据的脑代谢与年龄相关性算法研究25-37
• 3.1 研究背景25-26
• 3.2 图像采集26-27
• 3.3 图像预处理27-28
• 3.4 统计模型的建立与评估28-30
• 3.5 实验结果30-34
• 3.6 讨论34-37
• 第四章 基于FDG_PET影像数据的脑代谢与性别相关性算法研究37-48
• 4.1 研究背景37-38
• 4.2 图像采集38-39
• 4.3 图像预处理39-40
• 4.4 统计模型的建立与评估40-42
• 4.5 实验结果42-46
• 4.5.1 男性组大脑葡萄糖代谢低于女性组的影响42-43
• 4.5.2 男性组大脑葡萄糖代谢高于女性组的影响43-46
• 4.6 讨论46-48
• 第五章 总结与展望48-50
• 5.1 论文的研究工作48-49
• 5.2 工作的不足及今后的展望49-50
• 参考文献50-54
• 作者攻读硕士期间的研究成果54-55
• 致谢55

【参考文献】

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1 曹秋云,江开达,左传涛,刘永昌,赵军,管一晖,肖世富,黄红芳,张明圆;健康成人脑葡萄糖代谢的PET研究[J];上海精神医学;2001年04期

  本文关键词：基于PET影像数据的脑功能代谢算法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：372429