MR影像体素形态学的阿尔茨海默病自动分类方法

为了确定轻度认知功能障碍(MCI)与阿尔茨海默病(AD)患者发生萎缩的重要脑区,实现正常老年人(NC)对照组、MCI与AD三组人群的分类,选择了178名被试的脑部MR影像,利用体素形态学与方差分析方法,考察NC,MCI与AD三组人群的MR影像中灰质体积差异;然后,采用递归特征消去法对特征进行降维;最后,利用线性支持向量机对这3种人群进行分类.实验结果表明,MCI组与NC组、MCI组与AD组、AD组与NC组的平均分类准确率分别为(90.2±1.3)%,(74.7±0.9)%,100%.对分类产生重要影响的脑区包括海马、海马旁回、杏仁核、梭状回和嗅皮层等.所提方法不仅能有效揭示NC,MCI,AD三组人群的脑灰质差异,阐明MCI患者与AD患者脑区发生萎缩的过程与特性,而且能准确区分这3组人群,具有显著的临床应用价值.

基于有限元分析和集中参数模型微血管与超声微泡声学响应的模拟

背景:研究特定超声激励下微血管与内部单个微泡间的非线性声学响应,对于最大化超声能量的沉积,促进定量成像算法的发展,揭示损害机制或评价靶向治疗的效果,克服传统方法主要适用于大尺寸血管的局限性、测量微血管弹性意义重大。目的:构建微血管中超声微泡模型,揭示超声、微泡与血管、血流间的内在机制。方法:基于有限元分析和集中参数模型,在Comsol Multiphysics 3.5a平台上进行微血管中超声微泡三维模型构建和模拟仿真。结果与结论:(1)微泡径向运动因受近处血管壁面限制,移动速度较轴向小;而血管壁因与微泡振动耦合,近微泡的中心处位移和应力最大;(2)相同声压下,激励频率增加会减弱微血管的缩放且更快趋于稳定;在相同频率下,激励声压越大血管运动越强烈,振动传播产生的局部效应更持久;(3)微泡振动幅度随微血管壁杨氏模量的增加而降低,近似线性反比关系;振动频率则随血管壁杨氏模量的增加而增加;(4)结果表明,微血管尺寸越小,对微泡振动频率和幅值的限制越强烈,超声激励频率的增大会使微泡振动频率增大、幅值减小;声压对微泡和血管振动的影响则相反。此外,研究首次发现,血管壁弹性与微泡振动幅度呈近似线性正相关,说明利用微泡测定血管壁弹性是可能的。

低频超声场中微血管内微泡动力学仿真研究

在低频超声激励下,研究超声微泡的非线性声学响应,及其与周围生理环境之间的关系,对微泡定量成像、微血管早期病变检测及微泡靶向治疗等有重要的意义。基于集中参数模型,在COMSOL Multiphysics 4.4中构建激励超声、微泡与血管这三者间的耦合模型并进行仿真计算,结果表明:(1)激励超声声压增大时,微泡振动幅度增加、振动频率减小。(2)血管长度增长时,微泡振幅减小、振频增加;血管内径增大时,微泡振幅增加、振频减小。(3)微泡气体多方指数增加时,血管壁应力、血管形变程度及微泡最大振动速度减小、微泡振动频率增大。(4)血液动力粘度增加时,微泡振动幅度、振动频率、血管壁应力及微泡最大振动速度均减小。

轻度认知障碍的早期检测与转化预测研究进展

轻度认知障碍(mild cognitive impairment,MCI)具有发展为阿尔茨海默症(Alzheimer's disease,AD)的高度危险性,其发病机理、早期检测与进展状况跟踪预测是轻度认知障碍研究中3个重要问题。Aβ沉积与tau蛋白异常较好地解释了MCI/AD的致病机理与过程,是对MCI最为敏感的生化特征;认知能力评分适用于评估与确诊出现临床症状的患者;神经影像学,包括脑结构、脑功能与脑网络的研究,有效地推动了MCI/AD的研究,为临床诊断提供更直接的客观依据。将生化特征、神经心理学与神经影像学特征相结合,应用模式分类与预测模型,实现MCI/AD的分类,以及MCI的动态跟踪和进展状况预测,具有重要的研究意义与临床应用价值。