基于圖論的AD和EMCI腦功能網(wǎng)絡(luò)分析

唐 進(jìn)，馬千里

(南京郵電大學(xué) 通信與信息工程學(xué)院，江蘇 南京 210003)

基于圖論的AD和EMCI腦功能網(wǎng)絡(luò)分析

唐 進(jìn)，馬千里

(南京郵電大學(xué) 通信與信息工程學(xué)院，江蘇 南京 210003)

人腦是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，各個(gè)腦區(qū)神經(jīng)活動(dòng)之間相互作用。對(duì)腦功能網(wǎng)絡(luò)的研究，一方面有助于探索大腦神經(jīng)活動(dòng)機(jī)制，另一方面，對(duì)探索大腦相關(guān)疾病的發(fā)病機(jī)理具有重要的應(yīng)用價(jià)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(rèn)知障礙(EMCI)患者在靜息狀態(tài)下功能磁共振成像數(shù)據(jù)，利用標(biāo)準(zhǔn)腦模板將全腦劃分為90個(gè)感興趣區(qū)域，提取每個(gè)腦區(qū)的時(shí)間序列值，并計(jì)算腦區(qū)之間的相關(guān)程度。隨后，在相對(duì)閾值法的基礎(chǔ)上，提出了一種絕對(duì)閾值的方法。結(jié)合這兩種不同的閾值選取策略，對(duì)所有被試的腦功能連接網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了建模，分別計(jì)算了平均最短路徑長(zhǎng)度L和聚類系數(shù)C。結(jié)果表明，AD和EMCI患者的腦功能連接網(wǎng)絡(luò)的小世界性質(zhì)已發(fā)生了變異。

靜息狀態(tài)功能磁共振成像；感興趣區(qū)域；時(shí)間序列值；閾值選取策略

0 引 言

近年來(lái)，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(shì)。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(fù)擔(dān)。人的大腦是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)[1]，目前對(duì)大腦的理解和認(rèn)識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(tài)學(xué)研究向功能相關(guān)的系統(tǒng)研究發(fā)展轉(zhuǎn)變。功能磁共振成像技術(shù)[3]和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論[4]的日益成熟，為揭開(kāi)大腦奧秘提供了有力的手段和堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。……