基于fMRI的自闭症辅助诊断系统的研究.pdf
《基于fMRI的自闭症辅助诊断系统的研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于fMRI的自闭症辅助诊断系统的研究.pdf(3页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、工程技术基于fMRI 的自闭症辅助诊断系统的研究新潮电子第2 0 期(总第551期)陈香敏,李之奇,魏圣洋,赵修文,曹凯雯(沈阳科技学院信息与控制工程系,辽宁沈阳110 16 7)摘要:功能磁共振成像(fMRI)是通过一定的刺激,在磁共振设备上成像大脑皮层各个功能区的方法,该方法能够反映大脑神经活动水平,从而准确检测大脑的神经活动,在活体人脑将各个功能区进行定位,是评价人类认知功能的一种全新的客观成像方法。自闭症患者的行为和认知缺陷与潜在的脑功能障碍有关,而通过fMRI对认知障碍患者脑功能区变化的研究,可以为早期临床预防、诊断和治疗与认知障碍相关的疾病提供客观直观的影像学依据。关键词:功能磁共
2、振成像;自闭症;辅助诊断脑精神疾病作为一种患病率较高的疾病,长期困扰着患病人群的生活。2 1世纪以来,随着经济的飞速发展,人们生活水平提高的同时,生活压力也越来越大,精神疾病的患病率也不断上升。随着我国人口老龄化趋势越来越严重,精神疾病给社会和许多家庭带来了很大的负担,随着生活压力的增加,我国自闭症(A S D)的发病率逐年上升,并呈现出低龄化的趋势,据预测,自闭症到2 0 2 0 年将上升为发病率和死亡率第二的全球性疾病。自闭症是一种复杂的脑功能异常疾病,病人不能与人良好的沟通和进行正常的社会交往,目前儿童发病率已超过1%,并呈快速上升趋势。自闭症的诊断和治疗关键在于早期干预、早期发现,特别
3、是在儿童大脑快速发展的关键时期,及时干预可以有效改变自闭症风险儿童的发展轨迹,产生长期有益的效果。fMRI检查发现自闭症患者在接受视觉和听觉任务刺激后,往往出现大脑激活异常的情况。fMRI检查自闭症患者的图形任务,发现正常对照组显示的任务相关激活范围更广,与自闭症组相比,前额叶皮质的激活较多,而自闭症组腹枕区激活较大,因此认为正常人的策略调用主要是工作记忆系统,而自闭症人的策略则依赖于大范围视觉系统对事物特征的分析!。如何提前诊断自闭症,并及早治疗成为研究热点。一、功能核磁共振(fMRI)脑认知科学是研究脑认知功能和脑反应机制的科学。fMRI技术能够准确定位脑激活脑区的位置和活动状态,因此fM
4、RI技术被广泛应用于脑认知科学的研基金项目:沈阳科技学院校级科研项目(Z D 2 0 2 10 1);辽宁省大学生创新创业省级项目(202213621010)。121究。目前,fMRI技术在脑认知领域的应用已经取得了显著成效,极大地推动了脑认知科学的发展。功能磁共振成像(fMRI)是2 0 世纪末发展起来的一种支持高分辨率、无辐射风险、能准确标记脑区、无创、能间接代表脑活动的神经成像技术,已成为多个学科研究的热点。近些年来,fMRI技术在医疗机构的普及与应用,已经为研究人脑的各种生理活动提供了许多必要的数据来源,因此,fMRI技术成为研究脑活动和脑神经疾病的主流技术。功能磁共振成像是一种无创成
5、像技术,通过磁共振技术测量大脑中血氧水平的变化,从而间接反映大脑在认知过程中的活动方式。当人脑执行特定任务时,特定脑区对氧气的需求会发生变化,为了向这些脑区供应氧气,富氧血液会送到特定的脑区。血红蛋白在载氧时称为氧合血红蛋白,在失氧状态下,称为脱氧血红蛋白。血红蛋白有抗磁性,脱氧血红蛋白存在顺磁性,从而在磁共振图像上产生容易观察到的信号变化。当大脑进行一些特定的活动的时候,会导致一些神经元的激活,导致一些脑区附近的需氧量增加,氧合血红蛋白增加,脱氧血红蛋白含量减少,导致神经元周围的磁化率发生变化,此时可以在该区域采集图像,这种成像方法称为血氧水平依赖性功能成像。因此,当人脑进行特定活动时,可以
6、通过功能磁共振成像间接反映神经活动。近年来,静息功能磁共振成像备受众多研究者的关注。与传统功能磁共振成像相比,静息功能磁共振成像不需要被试执行特定的心理任务,不具有被测人群心理状态的局限性,消除了一些潜在因素。fMRI成像通常分为任务态模式和静息态模式。任务状态fMRI(t s-f MR I)主要采集被试人员在接受特定应激任务时大脑中的功能活动,可以直接反映任务效果。不过ts-fMRI会易受任务设计者和被试个体差异影第2 0 期(总第551期)响从而造成实验差异,使得许多结果无法进行规范从而限制研究,部分疾病患者无法完成设计者的任务要求,临床实验结果也较差。为此,静息功能磁共振成像(rs-fM
7、RI)的方法被脑科学家提出。rs-fMRI是指在大脑自发思维活动下,不受外界任务刺激的功能磁共振成像。静息磁共振成像可以研究持续性神经活动,具有更明显的生理病理意义。二、自闭症及其行为特征自闭症是一种具有广泛神经障碍的发展性障碍疾病,临床表现主要为社会交往障碍、言语交际障碍和动作的刚性重复 2-4。自19 43年LeoCanner博士首次对自闭症进行了经典描述以来,该病因其病因不清以及障碍多样而受到广泛关注。目前,美国每6 8 名儿童中有1名自闭症儿童;在当今世界上,有超过1%的自闭症患者。据统计,约2/3的自闭症儿童不能作为正常成人进行独立生活,需要被终身照顾。因此,人们迫切希望寻找科学高效
8、的手段对自闭症进行准确的诊断,以达到早期发现治疗的目的。已有研究表明,自闭症患者行为和认知缺陷与潜在的脑功能障碍有关。静息态fMRI技术 5-10)通过使用血氧水平依赖性(BOLD)信号,可以有效反映静息状态下患者脑部血流和代谢活动的功能变化,因此对于自闭症的辅助诊断具有重要作用。基于静息状态的医学图像诊断基本上可以分为特征提取和分类器设计两个阶段。在特征提取阶段,利用相关特征选择等方法从高维医学图像特征中获取具有判别意义的特征。在分类器设计阶段,使用线性或非线性分类器进行分类,目前多采用线性特征学习方法,虽然具有简单高效的优点,但不能有效地挖掘医学图像数据中的复杂信息。与国外相比,国内对自闭
9、症与科学技术结合的研究数量较少,范围较小。2 0 15年以来,国内逐渐开展了计算机技术和自闭症治疗的研究。在干预治疗方面,虚拟现实技术是我国广泛使用的技术,如刘翠娟等将新潮电子的学者开始在跨领域组合上寻求突破点,将不同的技术手段运用到与自闭症相关的各种场景中,探究其发展前景。研究机器学习辅助诊断自闭症的算法,可以缓解专业诊断资历的有限精神科医生与越来越多的自闭症患者之间的供需矛盾,同时可以提高诊疗的准确性。虽然人工智能在医疗领域的应用还处于初级阶段,但随着机器学习技术的进一步发展,未来医生借助人工智能对患者进行诊断管理将成为大势所趋。自闭症群体的社会表现不同于普通人,其根源需要研究者的不断关注
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 fMRI 自闭症 辅助 诊断 系统 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。