基于隨機(jī)分塊模型的結(jié)構(gòu)腦網(wǎng)絡(luò)連接評(píng)價(jià)的研究.pdf

1、隨著活體磁共振彌散加權(quán)成像宏觀連接組映射的快速發(fā)展，當(dāng)務(wù)之急是根據(jù)這些重構(gòu)數(shù)據(jù)得到連接強(qiáng)度的衡量指標(biāo)，并從網(wǎng)絡(luò)自身角度驗(yàn)證這些連接的可靠性。在猴腦的宏觀連接領(lǐng)域，重構(gòu)纖維束數(shù)量更多的被用來作為皮層區(qū)域間連接強(qiáng)度的指標(biāo)，并且通過統(tǒng)計(jì)分析驗(yàn)證基于 DWI的纖維束數(shù)量與動(dòng)物活體的示蹤解剖連接強(qiáng)度之間存在正相關(guān)的關(guān)系。近年來，磁共振彌散加權(quán)成像得到了廣泛的應(yīng)用，但是仍然有一些問題尚未得到解決，比如，獲取到的影像數(shù)據(jù)存在容積效應(yīng)、纖維交叉的問題。

2、在纖維追蹤方法方面，也存在一定的問題，比如參數(shù)設(shè)置的問題等。由于掃描技術(shù)以及追蹤技術(shù)的問題使得根據(jù)纖維方法構(gòu)造得到的腦網(wǎng)絡(luò)中存在一定數(shù)量的假陽性連接以及假陰性連接；還有，對(duì)于長(zhǎng)距離連接，通過現(xiàn)有的技術(shù)總是很難捕捉到的，而這些問題會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有很大的變化，使得依據(jù)該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所得到的結(jié)論失去真實(shí)性。對(duì)于非人類的哺乳動(dòng)物來說，可以得到真實(shí)網(wǎng)絡(luò)，來對(duì)比構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)的正確性，若無法獲取得到真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（比如人腦），則構(gòu)造得到的網(wǎng)絡(luò)中的連接是否可靠

3、以及可靠程度是多少，這方面的研究是比較少的。本文對(duì)DWI的派生指標(biāo)與示蹤灌注強(qiáng)度的指標(biāo)進(jìn)行了比較，并使用隨機(jī)分塊模型對(duì)DWI派生出的連接進(jìn)行了評(píng)價(jià)，對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果與灌注強(qiáng)度的指標(biāo)，以及 DWI得到連接的其他衡量指標(biāo)進(jìn)行了比較。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴基于隨機(jī)分塊模型網(wǎng)絡(luò)連接可信度計(jì)算。按照隨機(jī)分塊模型的思想，將網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)隨機(jī)劃分為相同或不同的組，節(jié)點(diǎn)之間的連接是否可靠以及可靠的程度主要依賴與節(jié)點(diǎn)所存在的組。通過將連接的可靠性值與

4、連接的真實(shí)強(qiáng)度進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果表明基于隨機(jī)分塊模型得到的連接可靠性與真實(shí)強(qiáng)度存在強(qiáng)烈的正相關(guān)。⑵結(jié)構(gòu)腦網(wǎng)絡(luò)連接可靠性驗(yàn)證。將計(jì)算所得到的可靠性的值與連接的其他指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，指標(biāo)包括纖維束數(shù)量,各向異性值,距離值，平均體素個(gè)數(shù)，結(jié)果表明，纖維束數(shù)量,各向異性值與平均體素?cái)?shù)量這3個(gè)指標(biāo)均與連接的可靠性存在強(qiáng)烈的正相關(guān)，距離值指標(biāo)與可靠性存在強(qiáng)烈的負(fù)相關(guān)，即基于隨機(jī)分塊模型的方法可以適用于腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的研究。⑶結(jié)構(gòu)腦網(wǎng)絡(luò)連接優(yōu)化。使用

5、成像技術(shù)得到的網(wǎng)絡(luò)中存在一定的假陽性連接與假陰性連接，使用連接可靠性的值以及符號(hào)檢驗(yàn)的值對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的這兩類連接進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明，使用可靠性的值優(yōu)化后的網(wǎng)絡(luò)與真實(shí)網(wǎng)絡(luò)更接近，可靠性值可以用于腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化。⑷提出基于隨機(jī)分塊模型對(duì) DWI的網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法，可以正確的計(jì)算連接的可靠性，并以此來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示，基于隨機(jī)分塊模型的評(píng)價(jià)值對(duì)白質(zhì)連接的灌注強(qiáng)度以及連接的其他指標(biāo)提供近乎真實(shí)的估計(jì)。本文通過對(duì)兩種模式的交叉比較