基于静息态脑功能连接特异性的动态因果模型研究及应用

来源 :河北工业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:excelong
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
静息态功能磁共振成像(rfMRI)为脑功能检测提供了先进技术。功能连通性是脑功能信号的基本特性,而功能连接和有效连接是评估脑功能连通性的科学指标。功能连接可对局部或全脑进行分析,但其只提供脑区相互作用的强弱信息,无法给出方向信息,即因果关系;有效连接可提供作用的强弱信息和方向信息,但其建模效果很大程度上取决于感兴趣区域(ROIs)的选取,而当前ROIs的选取常依赖于经验。为此,本文提出以健康人为对照的患者脑功能连接特异性分数模型,提取对疾病敏感的标志性脑区,并以此作为有效连接计算模型中ROIs的解决方案。将方法应用于事例1(患者发作侧的定侧)和事例2(健康人和MRI阴性癫痫患者的区分)中,以敏感性分析和机器学习分类精度检验ROIs选取的有效性,实现客观地选取有效连接计算模型ROIs的研究目的。选取40名癫痫患者(20名结构MRI阳性癫痫患者,依据发作侧分为左侧海马硬化组和右侧海马硬化组各10名;20名结构MRI阴性癫痫患者)和60名健康人(作为对照组,年龄与患者相当,扫描机器及参数严格一致),在rfMRI数据预处理和质量检测完成后,进行以下工作:第一,以功能连接特异性分数模型客观地选取ROIs。使用AAL脑结构图谱(第一版)划分116个脑区并计算全脑皮尔森相关的功能连接,以健康人为对照,构建以脑区为单位的功能连接特异性分数模型,分析癫痫患者功能连接相对于健康对照组的偏移程度,以此分别在事例1和事例2中选取标志性脑区,利用敏感性分析(ROC和AUC)检验有效性,并将其作为有效连接建模的ROIs。第二,有效连接计算分析。提取ROIs的时间序列,构建适合于rfMRI数据的谱动态因果模型(spDCM),分析两个事例中不同组被试的ROIs间有效连接差异,以探究这些区域间连接的方向信息,阐明其因果关系。第三,连通性算法验证。将皮尔森相关的传统功能连接模型、功能连接特异性分数模型以及spDCM提取到的ROIs特征分别作为特征向量,输入到随机森林、概率神经网络和支持向量机3种机器学习模型中,对两个事例中的不同被试组进行分类,以交叉验证获得的分类精度检验算法的准确性和有效性。结果:事例1中的ROIs为左眶部额中回、左岛盖部额下回、左三角部额下回、右杏仁核,功能连接特异性分数模型和spDCM所提取特征的分类准确率分别为75.0%和85.0%,高于皮尔森相关的传统功能连接模型(70.0%);事例2中的ROIs为右内侧额上回、左内侧和旁扣带脑回、左海马、右顶下缘角回,功能连接特异性分数模型和spDCM所提取特征的分类准确率分别为77.5%和83.8%,高于皮尔森相关的传统功能连接模型(73.8%)。两个事例中,功能连接特异性分数模型所提取ROIs特征均好于皮尔森相关的传统功能连接模型,而结合功能连接特异性分数模型的spDCM所提取有效连接特征分类准确率最高。结论:功能连接特异性分数模型可较有成效地提取ROIs,增强了spDCM的有效连接分析脑功能的能力。
其他文献
目前我国能源运输的主要方式为管道运输,由于运输管道具有产量大、使用时间长且不易更换等特点,而管道的生产过程中传统焊缝缺陷检测方式难以达到高质量、高速度的检测要求,因此提升焊接缺陷检测智能化水平成为了一大研究热点。焊缝缺陷图像中存在焊缝缺陷目标小、目标灰度值较低、与焊缝背景对比度不明显等特征,而现有的焊缝缺陷检测方法对小目标缺陷检测效果较差且难以保证实时性检测。针对以上问题,本文对现有的目标检测算法
学位
目的探讨个案管理模式对血液透析患者动静脉内瘘球囊扩张术后恢复的影响。方法以随机数表法将75例血液透析动静脉内瘘球囊扩张术患者分为观察组(n=39,个案管理)和对照组(n=36,常规护理)。对比两组凝血功能和并发症。结果与护理前比较,两组护理后FIB、TT上升且观察组显著高于对照组(P<0.05)。与对照组比较,观察组并发症总发生率更低(P<0.05)。结论个案管理模式用于血透患者动静脉内瘘球囊扩张
期刊
砭石的起源可以追溯到距今约1万年左右的细石器时代,砭石疗法最初见诸文字记载即是在马王堆汉墓古佚医书与《黄帝内经》。后来出现了专门论述砭术的《砭经》,全面概述了砭术要点。以此书为标志,砭石成为一种独立的治疗方式。传统砭石主要有刃形砭石、锥形砭石、针形砭石、圆柱形砭石、类圆形砭石等。研究者们为了满足人们对疾病多样化治疗方式的需要,和施术者操作便利的需求,在秉承古砭石疗法的基础上,结合现代科学技术与泗滨
期刊
研究目的:当前精英运动员所面临的心理健康危机愈演愈烈,为探索建立完善的心理健康服务体系以实际行动保障精英运动员心理健康利益,本研究尝试将国际奥委会(IOC)运动领域心理健康评估工具1(Sport Mental Health Assessment Tool 1,SMHAT-1)修订为中文版并检验其适用性。研究方法:1.初测采用SMHAT-1中的运动员心理压力问卷(APSQ)、运动员睡眠筛查问卷(AS
学位
电动汽车相比于燃油汽车具有清洁高效的优点,但同时电动汽车高度智能化和集成化的发展趋势也带来了更加复杂的电磁环境,使电动汽车的电磁干扰问题不容忽视。车载DC/DC变换器的工作电压高、电流大并且工作频率高,因此成为了电动汽车主要的电磁干扰源之一。GaN器件应用于车载DC/DC变换器上可带来高效率和高功率密度等优势,但其较高的开关频率和开关速度也带来了电磁干扰过高的问题,严重威胁着电动汽车的行驶安全。因
学位
目的:探讨砭石穴位按摩对脑卒中上肢偏瘫患者的影响。方法:将114例脑卒中上肢偏瘫患者随机分为三组,各38例。基础护理组给予常规治疗及护理,徒手按摩组在基础护理组基础上实施手指穴位按摩干预,砭石按摩组则在基础护理组基础上实施砭石穴位按摩干预。结果:干预4周后,砭石按摩组患者上肢FMA-UE评分、MBI评分均高于徒手按摩组和普通护理组(P<0.05)。结论:砭石穴位按摩能有效改善脑卒中偏瘫患者的肢体功
期刊
电工钢材料以其优异的磁性能而被广泛应用于电机、变压器等电气设备中。在设备制造过程中,电工钢片受切割工艺影响会产生磁特性的劣化,激光切割、线切割等切割工艺会产生不同的加工应力,从而改变电工钢片边缘附近的微观结构。当前研究局限于分析切割次数对电工钢片整体磁特性影响,为了更准确地得到电工钢材料在切割工艺影响下的局部磁特性,本文开展计及切割工艺影响的电工钢片服役磁特性测量与分析研究,对切割后样片磁场分布与
学位
磁阻电机因结构简单,调速范围宽,且无需永磁体励磁,相比永磁电机具有成本低、可靠性高等优势。尽管磁阻电机具有诸多优点,但其固有的转矩脉动大(导致振动和噪声大)等缺点,很大程度上制约了磁阻电机的应用和发展,因此提高磁阻电机的转矩性能十分重要。针对该问题本文以降低同步磁阻电机和开关磁阻电机的转矩脉动为主要目标展开理论分析和优化设计研究,并对优化结果进行对比分析。本文在同步磁阻电机方面的主要研究内容如下:
学位
增值评价由美国提出,后经英、美等西方国家不断发展,其理念已在教育领域得到广泛应用,我国于2020年在《深化新时代教育评价改革总体方案》中首次提出“探索增值评价”的要求,使增值评价成为我国教育领域近几年的新晋研究热点。职业教育与增值评价适切性强,但使增值评价为职业教育赋能的具体实践案例较少。中职《C语言编程基础》课程难度较大,于中职学生升学和就业而言的重要性较强,借助增值评价提升该课程育人效果需要中
学位
无线充电作为一种新兴的充电方式,具有安全、灵活等优点,正逐渐被应用于电动汽车。随着无线充电系统向高功率发展,电磁空间安全问题引起广泛关注,但常用的低饱和磁密Mn-Zn铁氧体磁屏蔽材料在高功率传能系统中难以满足安全需求。因此,探究在高传输功率的场景下具有较强漏磁屏蔽能力的新型磁屏蔽材料和结构对于无线充电技术在电动汽车中的推广应用具有重要意义。本文基于对磁屏蔽材料的特性测试及其在传统方形屏蔽结构中的应
学位