靜息態(tài)功能腦網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)建模方法的研究.pdf

1、近年來(lái)，腦網(wǎng)絡(luò)的研究成為學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)，腦網(wǎng)絡(luò)在結(jié)構(gòu)和功能方面的研究取得了很大的成就。研究表明腦網(wǎng)絡(luò)具有一些獨(dú)特的拓?fù)鋵傩院吞卣?，研究結(jié)果也在腦疾病診斷領(lǐng)域得到充分的利用。但傳統(tǒng)的腦網(wǎng)絡(luò)研究方法也有一些缺陷，比如:根據(jù)fMRI時(shí)間序列構(gòu)建的腦網(wǎng)絡(luò)缺乏時(shí)間分辨率，腦網(wǎng)絡(luò)在大量節(jié)點(diǎn)規(guī)模下計(jì)算量過大等。因此，一些學(xué)者希望通過建模的方法來(lái)進(jìn)行腦網(wǎng)絡(luò)研究。在腦網(wǎng)絡(luò)建模領(lǐng)域，人們?cè)?jīng)利用節(jié)點(diǎn)間的解剖距離作為唯一的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)貓和恒河猴的腦網(wǎng)絡(luò)建模。有

2、學(xué)者曾經(jīng)利用解剖距離和節(jié)點(diǎn)共同鄰居兩個(gè)屬性建模，并將其引入精神疾病患者腦網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵傩苑治鲋?，達(dá)到了良好的效果。目前，網(wǎng)絡(luò)建模研究的兩個(gè)基本假設(shè)是:節(jié)點(diǎn)之間解剖距離越接近，節(jié)點(diǎn)之間存在連接的可能性越大;節(jié)點(diǎn)之間的相似度越高，節(jié)點(diǎn)之間存在連接的可能性越大。
　　本文利用解剖距離和節(jié)點(diǎn)相似度指標(biāo)構(gòu)建三種不同的腦網(wǎng)絡(luò)模型，并進(jìn)行評(píng)優(yōu)。對(duì)比三神網(wǎng)絡(luò)相似度判斷標(biāo)準(zhǔn)。具體工作及主要結(jié)果如下:
　　第一，詳細(xì)分析了基于解剖距離和節(jié)點(diǎn)相似度的

3、模型網(wǎng)絡(luò)，其中解剖距離通過AAL模版進(jìn)行計(jì)算。首次將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)建模中用來(lái)表征節(jié)點(diǎn)相似度的指標(biāo)引入到腦網(wǎng)絡(luò)建模中，介紹了多種節(jié)點(diǎn)相似度指標(biāo)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明了節(jié)點(diǎn)的共同鄰居是最適合進(jìn)行腦網(wǎng)絡(luò)建模的。其次，本文提出來(lái)基于殘差的屬性比較方法這種網(wǎng)絡(luò)相似度比較方法，介紹了兩種傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)相似度比較方法皮爾遜比較方法和Jaccard比較方法。具體講，基于殘差的屬性比較方法是分析比較兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵傩缘南嗨贫?，皮爾遜比較方法是分析兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)程度，Jacc

4、ard比較方法是比較兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的邊的重合率。本文使用多種節(jié)點(diǎn)間相似度指標(biāo)構(gòu)建基于解剖距離和節(jié)點(diǎn)相似度的腦網(wǎng)絡(luò)模型，分別用三種網(wǎng)絡(luò)相似度比較方法分析該模型中的最優(yōu)模型的分布情況并進(jìn)行比較，得到最適合用來(lái)做腦網(wǎng)絡(luò)相似度比較的方法是基于殘差的屬性的比較方法。
　　第二，為分析解剖距離和節(jié)點(diǎn)相似度對(duì)腦網(wǎng)絡(luò)建模的貢獻(xiàn)度，本文設(shè)計(jì)提出了兩種腦網(wǎng)絡(luò)模型即基于解剖距離的腦網(wǎng)絡(luò)模型和基于節(jié)點(diǎn)相似度CN的腦網(wǎng)絡(luò)模型。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)用基于殘差的屬性比較方法比較