王玲1015202076.ppt

小波包在基于fMRI的大脑老化特性研究中的应用
孟佳圆 1015202073
王玲 1015202076
罗永顺 1015202072
OUTLINE
1
研究背景
2
研究方法
3
小波包在数据处理中的应用
4
总结与展望
研究背景
研究目的与意义
随着老龄化越发普遍,对认知衰退及老龄化的研究也越发受到重视。大脑老化的研究不仅对揭示脑衰老的机制有重要的意义,而且对老化相关的神经疾病的预测、早诊及治疗有潜在的临床应用价值。
应用价值
大脑老化
影响健康
工业控制
思维游戏
科学研究
大脑结构、形态、功能发生变化引起认知功能障碍。随着老化程度加深,易引起各种神经系统疾病;
1、影响老人生活质量,为家庭、社会带来负担
2、揭示脑衰老的机制
3、老化相关的神经疾病预测、早诊及治疗
研究背景
利用fMRI进行大脑老化研究
通过检测脑血氧代谢水平的变化间接对脑神经活动进行成像。
脑区的功能定位和功能连接
功能磁共振成像(fMRI)
...
time
BOLD信号
功能连接(functional connectivity,FC)
静息态FC( resting state FC)是指空间上的远距离脑区间的时间相关性,反映自发活动的时间同步一致性。通常用皮尔森相关系数表示。
脑功能网络(work)
大脑全部脑区两两之间相关性
反映了大脑内在的、固有的活动模式, 是组成所有认知、感知和行为活动的核心。
4
研究背景
研究信号及问题提出
Corr(x,y)
稳态功能连接
t
t
BOLD
BOLD
提取时间序列
...
…
动态功能连接
(dynamic FC, DFC)
大脑老化
动态FC
大脑固有的生理病理信息。
提供稳态FC不能提供的时间变异信息。
一种研究脑功能状态的新思路
伴随着稳态FC的显著改变。
稳态FC能够有效反映/预测大脑老化程度
课题提出
5
研究方法
预处理及动态FC矩阵
去除四个
时间点
时间层、
头动校正
空间标准化(MNI)
空间平滑(8mm高斯核)
滤波(~)
1
窗长
t
BOLD
……
Corr(x,y)
时间点
提取时间序列
...
功能时间序列
稳态FC
动态FC
...
10mins
动态FC可以提供稳态FC不能提供的动态信息
研究方法
窗长选择的影响
窗长太短,FC波动较大,由于计算相关系数的点数太少,FC计算不准确;
窗长较长,FC波动较平稳,有较明显的变化趋势。
(b)
向量化
研究方法
窗长选择的影响
子网络的平均FC
随窗长的变化
FC的频谱随窗长的变化
1. DFC随着稳态FC上下波动,而具有较大的变异性
2. DFC为低频振荡信号,低频段能量不随窗长变化
窗长
窗长
研究方法
...
std
times
10mins
FCV
功能连接的变异性FCV
在两组中,网络内FCV显著小于均值,网络间某些连接显著大于均值;
青年组模块化特征更加明显。
组内分析
单样本T检验(FDR校正,P<)
CON
DMN
FP
OCC
SM
CON
DMN
FP
OCC
SM
CON
DMN
FP
OCC
SM
CON
DMN
FP
OCC
SM
青年组
老年组
FCV<M
FCV>M
功能连接变异性(Functional Connection Variability, FCV)反映大脑功能连接随时间的波动,用时间序列的标准差(Standard deviation)表示。它是一个与思维漫游有关的参数。
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