【摘要】：大腦是一個精妙而神秘的器官,對大腦的探索受到了各國政府和整個學(xué)術(shù)界的重視。近年來,由于腦成像技術(shù)的快速發(fā)展,尋找腦疾病的異常功能連接和病灶是當(dāng)前腦科學(xué)的一個重要研究方向。本文以支持向量機(Support Vector Machine,SVM)方法為基礎(chǔ)構(gòu)建基于遺傳進化的隨機SVM集群,并分別對自閉癥和阿斯伯格綜合癥展開研究。本文的主要研究內(nèi)容如下:(1)提出了基于遺傳進化的隨機SVM集群(Genetic-evolutionary Random SVM Cluster,GE-RSVMC)。首先使用SVM分類器作為基分類器,隨機挑選樣本與特征構(gòu)建集群,然后引入遺傳進化的思想,對集群進行多次進化,逐漸完成對樣本的最優(yōu)特征選擇。由于新方法采用集群克服了單個基分類器的性能波動,同時采用遺傳進化的方法對集群內(nèi)部進行優(yōu)化,這些措施有效地提高了集群的泛化性能。(2)采用基于遺傳進化的隨機SVM集群對自閉癥進行研究。從ABIDE數(shù)據(jù)庫中收集了103個自閉癥患者和106個健康對照者的靜息態(tài)fMRI數(shù)據(jù)。通過建立被試的腦功能連接網(wǎng)絡(luò),并且以腦區(qū)的圖論指標(biāo)為特征,采用本文提出的模型對這些被試的腦功能連接進行分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)遺傳進化的隨機SVM集群可以有效地識別自閉癥患者和正常人,分類準(zhǔn)確率最高達到96.8%,并且發(fā)現(xiàn)了自閉癥患者的緣上回、島蓋部額下回、梭狀回以及海馬等腦區(qū)的功能連接存在異常。實驗結(jié)果表明該方法可能成為自閉癥診斷的輔助手段,為自閉癥的研究提供一種新的技術(shù)路線。(3)使用基于遺傳進化的隨機SVM集群對阿斯伯格綜合癥進行研究。從ABIDE數(shù)據(jù)庫中收集了62個阿斯伯格綜合癥患者和86個健康對照者的靜息態(tài)fMRI數(shù)據(jù)。通過構(gòu)建被試的功能連接作為樣本特征,使用遺傳進化的隨機SVM集群對阿斯伯格綜合癥患者和正常人進行分類,模型的平均準(zhǔn)確率達到了83.95%,同時發(fā)現(xiàn)角回、楔前葉、尾狀核和楔葉等腦區(qū)可以作為有效識別阿斯伯格綜合癥患者和正常人的重要腦區(qū)。該研究證明了GE-RSVMC具有良好的泛化性能,可以為阿斯伯格癥的診斷與治療提供重要參考。
【圖文】：

圖 1-2 磁共振成像機斷層掃描（Computed Tomograp不受骨像干擾、可以直接對大腦的成像，并且使腦科疾病的病理過程適用于腦科學(xué)的研究。像概述科學(xué)中發(fā)展迅速，醫(yī)學(xué)工作者可以的組織變化并以此來判斷病變區(qū)域顯，，而且對發(fā)生病變的腦功能區(qū)的共振成像（functional MRI，fMR提供了強有力的工具。fMRI 具有前，fMRI 主要應(yīng)用于腦科學(xué)、神的方法，探索和研究阿爾茨海默癥

碩士學(xué)位論文.5 獲取異常腦區(qū)計算最優(yōu)特征中每個腦區(qū)的出現(xiàn)次數(shù)作為權(quán)重，每個腦區(qū)的權(quán)重如圖 3-5 所代表腦區(qū)，節(jié)點的大小代表腦區(qū)的權(quán)重。表 3-4 顯示了具有較高權(quán)重的腦區(qū)區(qū)在 ASD 患者和正常人之間存在顯著差異。表 3-4 具有較高權(quán)重的腦區(qū)權(quán)重 腦區(qū)14 SMG.R11 IFGope.L, IFGtri.L,REC.L10 FFG.L,ORBsup.R9 HIP.R,ORBsup.L,SOG.L,IPL.L,ANG.R,PAL.R,HES.L
【學(xué)位授予單位】：湖南師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：R445.2;R749.94;TP181

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本文編號：2685387