عنوان پایان‌نامه
تحلیل ارتباطات کارکردی حالت استراحت مغز در تصاویر کارکردی تشدید مغناطیسی در دو گروه سالم و افسرده مزمن
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق- مهندسی پزشکی - بیوالکتریک
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 47700;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 1838
- تاریخ دفاع
- ۲۷ بهمن ۱۳۸۹
- دانشجو
- علیرضا سجودی
- استاد راهنما
- غلامعلی حسین زاده دهکردی
- چکیده
- نتایج مطالعات صورت گرفته توسط تصویربرداری کارکردی تشدید مغناطیسی در سال¬های اخیر حاکی از آن است که نواحی مجزای آناتومیکی مغز، فعالیت نرونی مشابهی در حالت استراحت از خود نشان می¬دهند. از این¬رو در سال¬های اخیر علاقه فراوانی به بررسی همبستگی نوسانات خودانگیخته سیگنال کارکردی تشدید مغناطیسی بین نواحی مختلف مغز در حالت استراحت شکل گرفته است. علاوه بر این، مطالعات تصویربرداری کارکردی تشدید مغناطیسی در حالت استراحت در گروه سوژه¬های مبتلا به اختلالات عصبی، از تغییر شبکه¬های حالت استراحت مغز حکایت می¬کند. به این ترتیب بررسی تغییرات شبکه¬های حالت استراحت مغز، روش مناسبی برای تشخیص اختلالات عصبی با حساسیت تشخیص بالا و شرایط کلینیکی آسان¬تر از تصویربرداری عملکردی تشدید مغناطیسی استاندارد فراهم می¬آورد. در این پژوهش، روشی داده¬محور بر اساس خوشه¬یابی طیفی برای آنالیز گروهی شبکه¬های حالت استراحت مغز ارائه می¬شود. معیار شباهت گروهی ارائه شده برای خوشه¬یابی طیفی بر اساس نسبت انرژی تصویر سری زمانی یک ناحیه از مغز در زیرفضای ساخته شده از سری¬های زمانی ناحیه¬ی دیگر می¬باشد. همچنین معیار مناسبی برای تخمین تعداد خوشه¬ها پیش از خوشه¬یابی و بررسی همگنی شبکه¬های استخراج شده در حالت استراحت ارائه می¬شود. با پیاده¬سازی این الگوریتم در گروهی متشکل از 10 سوژه سالم و 10 سوژه مبتلا به بیماری، شبکه حالت استراحت مغز از قبیل شبکه¬های بینایی و حالت پایه مغز استخراج شد. مشاهده شد همگنی شبکه حالت استراحت مغز در گروه سوژه¬های مبتلا به بیماری به میزان زیادی از همگنی این شبکه در بین افراد سالم کمتر است (p-vlaue=0.0025). این کاهش همگنی از کاهش میزان تعلق نواحی فرونتال مغز (از نواحی متعلق به شبکه حالت استراحت) به شبکه حالت پایه در گروه بیماران مبتلا به افسردگی مزمن نسبت به افراد سالم ناشی می¬شود (p-vlaue=0.001). به علاوه میزان تعلق ناحیه لینگوال جایروس به شبکه بینایی درگروه بیماران مبتلا به افسردگی مزمن نسبت به افراد سالم به طرز چشمگیری افزایش می¬یابد (p-vlaue=0.005). واژه¬های کلیدی: تحلیل ارتباطات کارکردی، شبکه¬های حالت استراحت، خوشه¬یابی طیفی، همگنی شبکه¬ای، اختلال افسردگی مزمن
- Abstract
- Results of functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) studies in recent years indicate that distinct anatomical brain regions show similar neural activity during rest. There is an increasing interest for investigating the coherency of spontaneous fluctuations of fMRI signal during rest. Moreover, an increasing number of studies report disease-dependent variation in the amplitude and spatial coherency of low frequency BOLD fluctuations. In this study, we propose a region based model-free algorithm based on spectral clustering approach with whole brain coverage for group analysis of resting-state networks (RSN). In this study, the number of RSNs is computed based on eigengap of Laplacian matrix of network graph. The group similarity measure is computed based on a fractional energy. This fractional energy is derived by projecting the time course of one region on the subspace spanned by other region’s time courses between subjects. In addition, network homogeneity measure based on Kendall’s coefficient of concordance is proposed to compare the networks between groups of subjects. We scanned a group of 10 healthy subjects and 10 Major Depressive Disorder (MDD) patients and found different RSNs such as default mode network (DMN) and primary visual network. Homogeneity of DMN is seen to be reduced in subjects with MDD compared to healthy controls (p-value=0.0025). This decrease in network homogeneity of DMN is the result of a decrease in the similarity of medial frontal regions to DMN in MDD patients. In addition, similarity of Lingual gyrus to visual network is increased in MDD patients. Keywords: Functional connectivity analysis, Resting state networks, Spectral clustering, Network homogeneity, Major Depressive Disorder
