復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)在癲癇患者腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用研究.pdf

1、迄今所知，人腦是最復(fù)雜的系統(tǒng)之一。腦影像技術(shù)的出現(xiàn)使研究人員可以非侵入的直接探查大腦的結(jié)構(gòu)與功能。本文采用大腦的結(jié)構(gòu)磁共振成像數(shù)據(jù)，構(gòu)建腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論，研究原發(fā)性全面強直陣攣癲癇患者(Generalized tonic-clonic seizure,GTCS)的腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)異常。
　　分析結(jié)構(gòu)磁共振成像數(shù)據(jù)基于體素形態(tài)學（voxel-based morphometry,VBM）方法，用雙樣本T檢驗比較癲癇患者組和正常對

2、照組之間的腦區(qū)灰質(zhì)體積差異，基于AAL模板，采用Pearson相關(guān)系數(shù)方法構(gòu)建癲癇患者組和正常對照組腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。運用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)相關(guān)理論，分別計算其腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的“小世界”屬性及基本網(wǎng)絡(luò)參數(shù)（最短路徑長度、聚類系數(shù)、局部效率和全局效率等），分析兩組人群腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的差異性特征。研究結(jié)果表明，與正常對照組相比，癲癇患者組在小腦、丘腦、顳葉、額葉、扣帶回等腦區(qū)發(fā)生顯著的灰質(zhì)體積萎縮。兩組結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)都表現(xiàn)出了“小世界”屬性，且網(wǎng)絡(luò)量化參數(shù)中最短路徑長度

3、和全局效率，正常對照組的均優(yōu)于癲癇患者組，而聚類系數(shù)和局部效率正常組的卻低于癲癇患者組。該結(jié)果證實了癲癇組局部效率的增加是腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)進行“平衡化”的結(jié)果，是對大腦全局效率降低的一種補償。
　　研究了節(jié)點與邊混合動態(tài)相繼故障模型（CLM）對癲癇患者的腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。選擇腦灰質(zhì)體積萎縮腦區(qū)與節(jié)點度值最小腦區(qū)重合區(qū)域作為攻擊目標，分析對比正常組與癲癇組的被試腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)抵抗相繼故障的能力。本文將腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點度值按照從大到小的順序排列，選擇

4、節(jié)點度值最小腦區(qū)與灰質(zhì)體積萎縮腦區(qū)重合的六個腦區(qū)進行攻擊，計算在不同的容量系數(shù)條件下網(wǎng)絡(luò)的效率，將結(jié)果與正常對照組的結(jié)果進行比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與正常對照組相比，癲癇患者組腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)在襲擊灰質(zhì)體積萎縮腦區(qū)與節(jié)點度值最小腦區(qū)重合的腦區(qū)時，具有較強的魯棒性，證實了癲癇患者腦區(qū)灰質(zhì)體積萎縮確實對腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了一定的破壞，導致出現(xiàn)更多的離散節(jié)點，自然網(wǎng)絡(luò)的魯棒性也就比正常組強。為預(yù)防因癲癇相關(guān)腦區(qū)發(fā)生異常而引發(fā)其他腦區(qū)障礙，應(yīng)同樣重視、