基于DTI的正常人和低级别胶质瘤患者脑网络特性研究

摘要

胶质瘤起源于脑部神经胶质细胞，是最常见的颅内肿瘤。大多数患者在患病期间出现认知水平的下降，很难被肿瘤所处的位置所解释。因此对胶质瘤患者大脑网络进行研究，探索其病理生理机制和认知功能的损伤是非常必要的。
　　弥散张量成像(DTI)是在磁共振成像(MRI)基础上发展起来的一种新的无创性成像方法。它利用大脑水分子扩散运动的各向异性进行成像，能够反映活体组织的空间组成信息及病理状态下各组织之间水分子交换状况。利用DTI数据对脑白质内的神经纤维进行三维重建是目前在活体上重建脑白质内神经纤维的唯一方法。
　　本文旨在利用DTI构建大脑结构网络进行分析，利用复杂网络特征度量参数考察胶质瘤患者的脑活动异常，为探索胶质瘤的病理生理机制提供线索。论文的主要研究内容和创新点如下：
　　1.利用白质纤维束追踪结果构建正常被试的大脑结构网络。结果表明网络具有小世界属性，同时网络中存在少量重要的节点。利用节点度、节点效率、K核分解、节点介数等网络参数多角度分析了大脑结构网络的特点，并定义了网络中的核心节点，如楔前叶、岛叶等脑区。
　　2.利用复杂网络理论研究胶质瘤患者的脑结构网络。论文从全局和局部网络参数分析了胶质瘤患者结构网络和正常被试的改变情况，和正常被试相比，患者网络平均度值和全局效率显著下降，平均路径长度增加。同时患者网络出现了核心节点的丢失，前额和枕部的局部网络参数出现改变。初步结果表明复杂网络可以检测出胶质瘤患者的脑结构网络异常，从而有助于解释患者出现的认知障碍。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

注释表

第一章 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容及创新点

1.4 全文结构

第二章 胶质瘤概述及弥散张量成像简介

2.1 胶质瘤概述

2.2 弥散张量成像基础

2.3 本章小结

第三章 复杂网络与脑科学

3.1 复杂网络理论基础

3.2 复杂脑网络

3.3 本章小结

第四章 正常人脑结构网络参数研究

4.1 数据采集

4.2 数据处理

4.3 处理结果

4.4 讨论

4.5 结论

4.6 本章小结

第五章 胶质瘤患者脑结构网络参数研究

5.1 数据采集

5.2 数据预处理

5.3 处理结果

5.4 讨论

5.5 结论

5.6 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 本论文工作总结

6.2 对后续工作的展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文