静息态脑功能网络分析的假设驱动和数据驱动方法综述

基于功能磁共振成像的研究已发现在脑区之间存在低频波动一致的脑功能网络.脑功能网络有助于认识脑功能和诊断神经精神疾病,而脑功能网络分析方法在其中具有重要地位.本文首先综述了假设驱动和数据驱动进行脑功能网络分析的两类方法,接着对常用的基于感兴趣区、基于体素、基于独立成分分析、基于主成分分析和基于聚类方法的原理、优缺点做了详细介绍,并着重阐述了最近提出的组信息指导的独立成分分析方法,及基于半监督学习技术的感兴趣区选择方法,最后对改进方向进行了展望.     

复发好转型多发性硬化表现正常脑白质的MTR研究

目的利用磁化传递率(MTR)直方图分析,明确复发好转型多发性硬化(RRMS)患者表现正常脑白质(NAWM)是否存在异常。资料与方法对29例RRMS患者和35名正常志愿者行T2WI和磁化传递成像检查,分割提取NAMW后,研究RRMS患者NAWM的MTR直方图的异常变化。结果与正常志愿者比较,RRMS患者NAWM的MTR直方图明显左移且峰高降低。RRMS患者NAWM的MTR直方图峰高(22.28±1.68)‰明显低于正常志愿者(23.52±2.12)‰(P=0.013),MTR直方图峰位置(34.30±1.80)%也明显低于正常志愿者(35.13±1.14)%(P=0.028)。在RRMS患者,NAWM的MTR直方图指标与扩展残疾状态(expandeddisabilitystatusscale,EDSS)评分均无相关性。结论MTR直方图分析可以显示常规MRI无法显示的RRMS患者NAWM的异常改变。     

丘脑在舒芬太尼中枢镇痛中的作用

目的探讨舒芬太尼的中枢镇痛机制。方法选择健康受试者17例(男8例,女9例),依次在基础阶段和靶控输注舒芬太尼(0.2 ng/ml)后行功能磁共振(fMRI)扫描。选取丘脑为感兴趣脑区,应用SPM软件对所有实验数据进行处理。结果靶控输注舒芬太尼后,与丘脑功能连接减弱的脑区包括双侧额叶直回、左侧额叶眶后回;与丘脑功能连接增强的脑区包括双侧小脑、右侧扣带回及左侧颞中回(P<0.001,cluster>13 mm3)。结论丘脑是舒芬太尼中枢镇痛机制中起到重要作用的脑区。额叶直回、左侧额叶眶后回、右侧扣带回、小脑及左侧颞中回与丘脑间功能连接的变化可能是舒芬太尼中枢镇痛机制中的重要组成部分。     

亚急性期脑卒中康复过程中半球间皮质结构可塑性差异

探讨脑卒中患者亚急性期康复过程中不同半球间皮质结构可塑性机制差异。     

机器学习在调强放疗质量保证中的应用研究进展

近年来随着大数据分析与人工智能技术的发展,机器学习在放疗领域的应用研究逐渐增多。通过既往计划训练,机器学习可预测计划质量及剂量验证结果。机器学习也可以预测MLC位置误差、加速器性能。机器学习用于调强放疗质量保证能提高治疗计划和实施的质量和效率,增加患者获益并降低风险。机器学习用于调强放疗质量保证目前尚存在特征值选择、提取和计算复杂,要求训练样本量大,预测精度不够等问题,阻碍了其临床转化和应用。本文综述其研究进展。     

基于高噪声深度图像的树木模型重建

对现实世界中的植物模型进行真实准确的重建一直是计算机图形学的一个重要目标。基于激光扫描仪提供的深度图像的树木重建近年得到越来越多的关注。当扫描距离过远或者扫描精度较低的情况下深度图像带有较大的噪声,这给重建带来了很大的困难。本文提出了一种针对高噪声深度图像的树木自动重建技术,本算法以主曲率分析为基础,首先通过二次曲面拟合计算各个点对应的主曲率方向,之后利用各个点云与周围点云的主曲率相似度将噪声点云去除,利用点云分割技术将属于不同树枝的点云初步分离,最后从分割数据中提取树枝的骨架点以及半径,完成重建。利用本方法 ,我们对一个具有高噪声的深度图像进行了处理,从中提取出了树木的三维模型。本算法能够利用之前算法无法处理的高噪声的深度图像重建树木模型,降低了树木重建算法对输入数据精度的要求,同时减少了手工交互。     

复发性视神经脊髓炎脑扩散张量成像研究

目的利用扩散张量成像（DTI）探讨复发性视神经脊髓炎（RNMO）患者是否存在隐匿性脑组织损伤及其发生机制。方法对16例RNMO患者和16例性别和年龄匹配的正常志愿者脑组织的平均扩散系数（ND）和部分各向异性（FA）进行直方图和感兴趣区（ROI）分析，以P≤0．005为差异有统计学意义。结果与志愿者比较，RNMO患者脑的平均MD升高[脑组织：RNMO患者（0．95±0．02）×10^-3mm^2／s，志愿者（0．91±0．03）×10^-3mm^2，t=3．940，P〈0．001；脑白质：RNMO患者（0．82±0．02）×10^-3mm^2／s，志愿者（0．80±0．02）×10^-3mm^2／s，t=3．117，P=0．004；脑灰质：RNMO患者（1．06±0．04）×10^-3mm^2／s，志愿者（0．88±0．05）×10^-3mm^2／s，t=4．031，P〈0．001]、脑白质的FA直方图峰高抬高[RNMO患者（2．61±0．18）‰，志愿者（2．38±0．18）‰，t=3．627，P=0．001]及脑灰质的MD直方图峰高降低[RNMO患者（7．37±0．89）‰，志愿者（8．91±1．71）‰，t=3．210，P=0．003]和峰位置抬高[RNMO患者（0．83±0．02）×10^-3mm^2／s，志愿者（0．81±0．02）×10^-3mm^2／s，t=4．373，P〈0．001]；与脊髓和视神经有直接联系ROI的平均MD升高[延髓：RNMO患者（1．27±0．11）×10^-3mm^2／s，志愿者（1．11±0．10）×10^-3mm^2／s，t=4．260，P〈0．001；大脑脚：RNMO患者（1．01±0．11）×10^-3mm^2／s，志愿者（0．87±0．05）×10^-3mm^2／s，t=4．391，P〈0．001；内囊：RNMO患者（0．74±0．01）×10^-3mm^2／s，志愿者（0．72±0．01）×10^-3mm^2／s，t=4．683，P〈0．001；视放射：RNMO患者（0．88±0．03）×10^-3mm^2／s，志愿者（0．82±0．03）×10^-3mm^2／s，t=4．619，P〈0．001）、平均FA降低（延髓：RNMO患者0．27±0．01，志愿者0．29±0．03，t=2．996，P=0．005；大脑脚：RNMO患者0．49±0．04，志愿者0．54±0．03，t=4．280，P〈0．001；内囊：RNMO患者0．66±0．02，志愿者0．69±0．02，t=3．953，P〈0．001；视放射：RNMO患者0．53±0．04，志愿者0．59±0．03，t=4．705，P〈0．001）；而与脊髓和视神经无直接联系的胼胝体的平均MD[膝部：RNMO患者（0．76±0．04）×10^-3mm^2／s，志愿者（0．73±0．03）×10^-3mm^2／s；压部：RNMO患者（0．77±0．05）×10^-3mm^2／s，志愿者（0．73±0．04）×10^-3mm^2／s]和FA值（膝部：RNMO患者0．82±0．03，志愿者0．82±0．03；压部：RNMO患者0．83±0．03，志愿者0．83±0．02）差异无统计学意义（P值均〉0．005）。结论RNMO患者存在隐匿性脑组织损伤，这可能与继发于脊髓和视神经病灶的顺行和逆行性变性有关。     

脊髓型多发性硬化脑灰质弥散张量成像研究

目的 运用DTI直方图分析,研究脊髓型多发性硬化（SMS）患者是否存在脑灰质异常及脑灰质DTI指标与临床评分的相关性.方法 对25例SMS患者和35例正常志愿者行常规MRI和DTI检查,分割提取脑灰质后,研究SMS患者脑灰质平均弥散率（MD）和分数各向异性（FA）直方图的异常变化.结果 OSMS患者脑灰质体积明显小于正常志愿者（P＜0.001）.OSMS患者脑灰质MD和FA直方图指标与正常志愿者间存在显著差异（P＜0.01）.在OSMS患者,所有脑灰质DTI直方图指标与扩展残疾状态评分（EDSS）均无相关性,但锥体束和感觉系统（PSS）评分与脑灰质平均MD（r=0.54,P=0.005）和MD直方图峰高（r=-0.41,P=0.04）中度相关.结论 OSMS患者脑灰质存在明显萎缩和弥散异常,这可能与继发于脊髓病变的逆行性脑灰质神经元变性有关.     

基于独立成分分析的精神分裂症患者动态脑功能网络分析新方法

目的 提出一种新的基于独立成分分析法进行动态脑功能网络分析的方法,并应用该方法探讨精神分裂症患者在动态全脑功能网络上的变异。方法 首先基于滑动时间窗方法计算正常被试和精神分裂症患者的动态全脑功能网络,然后使用组信息指导独立成分分析方法,提取每个被试的动态全脑功能网络的功能连接状态及相应的时间波动,比较正常被试和精神分裂症患者在功能连接状态上的差异。结果 两组的最重要功能连接状态的模式有相似性。正常被试在额叶、顶叶相关区域较精神分裂症患者具有更强的正功能连接;在小脑相关区域精神分裂症患者呈现出更多的正功能连接,而正常被试呈现出更多的负功能连接。结论 组信息指导独立成分分析方法可有效提取动态脑功能网络的功能连接状态,可揭示精神分裂症患者在动态脑功能网络的变异。     

词语联想任务激活脑区的连接度研究

目的：通过计算在执行任务时词语联想任务激活脑区的连接度,探讨各脑区在任务完成过程中的重要性。方法：采用GE1．5T Twinspeed磁共振扫描仪对28例（男15例,女13例）健康被试行功能磁共振（伽RI）研究,试验内容为组块设计的词语联想任务。采用SPM2和Matlab7．0软件进行数据处理和统计分析。根据组激活图选取种子点．分别计算各种子点之间的连接系数,将连接系数转换为连接度。结果：在严格控制被试头动、行为学表现等因素影响后,最终人组共18例（男9例,女9例）,词语联想任务主要激活脑区包括左侧额下回、左侧岛叶前部、右侧额下回及岛叶、辅助运动区（SMA）、右侧小脑半球、双侧纹状体、后扣带回（PCC）、前额叶内侧面（MPFC）、双侧缘上回、右顶叶外侧皮层及双侧岛叶后部。SMA、PCC、右侧顶下小叶及MPFC的总连接度均大于左侧额下回,其中SMA的总连接度最大,PCC次之。结论：SMA可能为除Broca区以外最重要的运动性语言功能区;PCC、右侧顶下小叶和MPFC对任务的完成也起重要作用。