基于圖論的AD和EMCI腦功能網絡分析

唐 進，馬千里

(南京郵電大學 通信與信息工程學院，江蘇 南京 210003)

基于圖論的AD和EMCI腦功能網絡分析

唐 進，馬千里

(南京郵電大學 通信與信息工程學院，江蘇 南京 210003)

人腦是一個復雜的系統，各個腦區神經活動之間相互作用。對腦功能網絡的研究，一方面有助于探索大腦神經活動機制，另一方面，對探索大腦相關疾病的發病機理具有重要的應用價值和意義。采集了38例正常人(NC)、25例阿爾茲海默癥(AD)患者、42例早期輕度認知障礙(EMCI)患者在靜息狀態下功能磁共振成像數據，利用標準腦模板將全腦劃分為90個感興趣區域，提取每個腦區的時間序列值，并計算腦區之間的相關程度。隨后，在相對閾值法的基礎上，提出了一種絕對閾值的方法。結合這兩種不同的閾值選取策略，對所有被試的腦功能連接網絡進行了建模，分別計算了平均最短路徑長度L和聚類系數C。結果表明，AD和EMCI患者的腦功能連接網絡的小世界性質已發生了變異。

靜息狀態功能磁共振成像；感興趣區域；時間序列值；閾值選取策略

0 引 言

近年來，隨著人口老齡化的不斷加劇，阿爾茲海默癥的比例大幅上升，并有愈演愈烈之勢。阿爾茲海默癥不僅侵蝕老年群體的健康，也給年輕一代增添了沉重的負擔。人的大腦是一個復雜系統[1]，目前對大腦的理解和認識還遠遠不夠。fMRI綜合了解剖、功能、影像三種因素[2]，使磁共振臨床診斷從單一形態學研究向功能相關的系統研究發展轉變。功能磁共振成像技術[3]和復雜網絡理論[4]的日益成熟，為揭開大腦奧秘提供了有力的手段和堅實的理論基礎。……