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_第1頁
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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

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