عنوان پایان‌نامه
بررسی ارتباطات مغزی و ناهنجاری های بیماران MS در مقایسه با افراد سالم به وسیله داده های DTI و حالت استراحت FMRI
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق- مهندسی پزشکی - بیوالکتریک
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2475;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 63734
- تاریخ دفاع
- ۱۸ خرداد ۱۳۹۳
- دانشجو
- نازلی مهاجری
- استاد راهنما
- حمید سلطانیان زاده
- چکیده
- بیماری تصلب چندگانه (MS) که ماده ی سفید و خاکستری مغز را تحت تأثیر قرار می-دهد، ناهنجاری هایی در ارتباطات مغزی افراد مبتلا به این بیماری ایجاد می نماید. در این بیماری، غلاف میلین اطراف آکسون در مغز و نخاع دچار آسیب می شود. با از بین رفتن غلاف میلین ارتباط بین نورون ها که از طریق سیگنال الکتریکی صورت می پذیرد، دچار مشکل می شود. در سال های اخیر از ترکیب روش های مختلف تصویربرداری برای بررسی ارتباطات کارکردی و ساختاری مغز استفاده می کنند که به نتایج مطمئن تری برسند، به عنوان مثال از ترکیب دو روش تصویربرداری به روش تشدید مغناطیسی کارکردی (fMRI) و تصویربرداری تانسور انتشار (DTI) استفاده می¬کنند. در این پایان نامه با بکارگیری روش های بر پایه ی مدل و داده (ICA) و آنالیز باندهای فرکانسی (برای اولین بار در بیماری MS) به بررسی ارتباط کارکردی در حالت استراحت پرداخته و با استفاده از داده های DTI و روش های ناهمسانگردی کسری و نمایش دسته تارهای عصبی، نتایج حاصل از تحلیل کارکردی را با تحلیل ساختاری ترکیب می کنیم. مقایسه نتایج حاصل از افراد سالم و بیمار، ناهنجاری های کارکردی بین نواحی درون شبکه ای حسی- حرکتی، شنیداری، بینایی و فعالیت زمینه را نشان می دهد. همچنین ناهمسانگردی کسری در طول فیبرهای بین نواحی حسی- حرکتی راست و چپ، ناحیه شنیداری چپ و حسی- حرکتی چپ و نیز نواحی درون شبکه فعالیت زمینه کاهش دارد. در نهایت ترکیب روش های کارکردی و ساختاری کاهش ویژگی کارکردی- ساختاری بین نواحی راست و چپ شبکه حسی-حرکتی ( مقدار p کمتر از 0047/0 برای حالت مقایسه ی گروهی) را نشان می دهد. واژه های کلیدی: بیماری تصلب چندگانه، ارتباط کارکردی، ارتباط ساختاری، شبکه های حالت استراحت، ناهمسانگردی کسری، ردیابی کلاف های عصبی
- Abstract
- Multiple Sclerosis (MS) is an inflammatory disease that affects gray and white matter of the brain and causes connectivity abnormalities in the brains of these patients. White matter transmits signals among the brain regions. This disease is characterized by a demyelination of axons. When the myelin sheath is lost, the transmition of nerve impulses is slowed or stopped. Different studies consider genetic, inflammatory and environmental factors as causes of MS. In recent years, integration of different imaging methods are used for functional and structural connectivity analysis of the brain. Integration of functional magnetic resonance imaging (fMRI) and diffusion tensor imaging (DTI) is one of the frequently used methods which gives valuable information about the disease characteristics. In this thesis, we utilize model-based and model-free and frequency domain (ALFF analysis in different frequency bands) methods to investigate the functional abnormalities of the MS patients using rest fMRI. Additionaly, fractional anisotropy (FA) calculation in the whole brain and fiber-tracking among functional regions using DTI are used to explore possible structural connectivities among these regions. Finally, a combined structural and functional parameter is defined to find both functional and structural differences and detect the abnormalities in MS patients compared to normal controls. Our study shows reduction of functional-structural connectivity between sensorimotor network’s regions in MS patients (p<0.05 for group comparison). Keywords: Multiple Sclerosis, Functional connectivity, Structural connectivity, Resting state networks, Fractional anisotropy, Fiber-tracking.
