靜息態(tài)fMRI有效連接方法及其在雙相障礙中的應(yīng)用研究.pdf

1、Athesis(dissertation)submittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterTheEffectiveConnectivityofRestingStateFunctionalMRIanditsApplicationinBipolarDisorderByYunxiaWangSupervisor：ProfGuohengZhengandBaociShanPhysicalElect

2、ronicsPhysicalEngineeringCollegeMay2013摘要摘要人類(lèi)大腦是一個(gè)分工精細(xì)且相互協(xié)調(diào)的高級(jí)信息處理系統(tǒng)，通過(guò)多個(gè)腦區(qū)的共同協(xié)調(diào)工作，人腦能夠完成對(duì)信息的接收、傳遞、加工、融合等過(guò)程。功能分離和功能整合是大腦功能兩個(gè)最基本的組織原則，其中功能分離是功能定位假說(shuō)的基礎(chǔ)，功能整合指人的行為是由多個(gè)腦區(qū)共同協(xié)調(diào)完成，是研究腦連接和腦網(wǎng)絡(luò)的理論基礎(chǔ)。對(duì)于大腦功能整合研究，通?；诠δ苓B接(functionalco

3、nnectivity)和有效連接(effectiveconnectivity)概念。大腦的有效連接度量的是腦區(qū)之間是否存在相互作用以及其相互作用的方向性和強(qiáng)弱。目前有不同的方法用來(lái)研究有效連接，例如結(jié)構(gòu)方程模型(StructuralEquationModel，SEM)、動(dòng)態(tài)因果模型(DynamicCausalModeling，DCM)和格蘭杰因果分析(GrangerCausalityAnalysis，GCA)模型。其中，格蘭杰因果分析以

4、其模型簡(jiǎn)單、不需要模型先驗(yàn)假設(shè)等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用在探索不同腦區(qū)之間的有效連接中。人腦有效連接的研究通常需要借助于功能磁共振成像(functionalMagneticResonanceImaging，fMRI)技術(shù)。fMRI以其無(wú)創(chuàng)性、較高的空間、時(shí)間分辨率和良好的可重復(fù)性等優(yōu)勢(shì)，已成為目前進(jìn)行腦科學(xué)研究的重要技術(shù)手段。根據(jù)圖像采集狀態(tài)，功能磁共振成像分為任務(wù)態(tài)fMRI(TaskstatefMRj)和靜息態(tài)fMRI(Restingstate

5、fMRI)。由于病重患者無(wú)法完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)等因素，任務(wù)態(tài)功能磁共振成像在對(duì)一些疾病的研究上受到限制，然而，受試者在靜息態(tài)功能磁共振掃描過(guò)程中不需做任何任務(wù)、只需保持安靜等，靜息態(tài)功能磁共振成像在雙相障礙、精神分裂癥、和抑郁癥等神經(jīng)性疾病研究中有廣泛的應(yīng)用。格蘭杰因果分析模型是靜息態(tài)功能磁共振有效連接研究的重要方法，在對(duì)功能磁共振數(shù)據(jù)進(jìn)行格蘭杰因果分析建模時(shí)，如何選取模型的階數(shù)是目前格蘭杰因果分析中需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。在利用格蘭杰因果分