静息态功能磁共振数据处理方法的应用

静息态功能磁共振数据处理方法的应用

目录

• 静息态功能磁共振数据处理方法的应用
• Basic information
• Contents
  • Background
  • Concepts
  • Key points

Basic information

中国医学影像技术 2013年 第29卷 第4期

Contents

Background

• 楔前叶是静息态下代谢率最高的脑区，可作为卒中患者脑基线状态的检测指标。

Concepts

• 脑干网状结构通过间脑上行投射，作用于大脑皮质的广泛区域，主要功能是维持脑静息状态的皮质兴奋度。
• 数据处理方法在处理过程中的差异是其侧重性和敏感性的基础。
• 分数低频振幅(fALFF)与局部一致性(ReHo)侧重脑局部功能活动的分析，功能连接(FC)侧重脑整体功能活动的分析。
• 局部功能活动特性分析方法：
  1. 分数低频振幅(fractional amplitude of low frequency fluctuation,fALFF)；
  2. 局部一致性(regional homogeneity,ReHo)。
• 线性相关分析方法：
  1. 功能连接(functional connectivity,FC)。

Key points

• fALFF分析：采用平滑后未滤波数据，对0.01_{0.08Hz下信号的功率谱进行开方计算，得到低频振荡幅度值，相加得到总和值，与0}0.25Hz的全频段振幅总和值相除，得到fALFF值；将其除以全脑均值，得到标准化的fALFF值。
• ReHo分析：采用未经平滑的滤波后数据，计算脑内各体素的肯德尔和谐系数值即ReHo值，将其除以全脑均值，得到标准化的ReHo值。
• FC分析：采用平滑后的滤波数据，去线性漂移，提取并去除协变量(头动参数、全脑信号、白质信号、脑脊液信号)，选取特定种子区，并提取种子区的平均时间序列，计算其与全脑各体素的线性相关系数，再进行Fisher Z-score转换。
• 三种数据处理方法：

  名称	原理	优点	缺点
  fALFF	直接对BOLD信号低频震荡的振幅加以分析，不进行滤波处理。	利用了所有频域的信息。	仅关注频域信息，是一种侧重脑局部功能活动的分析方法。
  ReHo	体现的是全脑中每个体素与其邻近的26个体素时间序列的同步性。	对局部结构和血流动力血差异不敏感。	数据不能进行平滑处理，无法剔除预处理时不良的空间配准，是一种完全针对脑局部功能活动的分析。
  FC	需要先确定ROI，将其作为种子提取时间序列，分析全脑所有体素与其的线性相关程度。	用特定ROI提取特定脑功能网络，有直接的指向性。	研究者对ROI的选择会导致结果带有主观性。