基于纤维束空间统计学分析视神经脊髓炎谱系疾病脑白质微结构改变

目的采用DTI基于纤维骨架空间统计方法(TBSS)分析视神经脊髓炎谱系疾病(NMOSD)患者脑白质纤维束微结构的改变。方法对20例NMOSD患者(NMOSD组)和20名健康志愿者(正常对照组)行全脑常规MR和DTI扫描,使用FSL软件包中TBSS步骤对DTI数据行全脑非参数统计分析,并对NMOSD组有统计学差异的纤维束FA值与临床扩展残疾状态量表(EDSS)评分进行相关性分析。结果与正常对照组比较,NMOSD组大脑及小脑白质区纤维束如胼胝体、穹隆、皮质脊髓束、钩束、小脑脚等广泛FA值减低(P<0.05,FEW校正),其中扣带束、胼胝体、穹隆等AD值减低、RD值增高,穹隆和左侧内囊豆核后部MD值升高(P<0.05,FEW校正)。NMOSD患者左侧钩束、右侧外囊、左侧小脑下脚及双侧内囊前肢、内侧丘系FA值与EDSS评分呈负相关(P均<0.05)。结论 TBSS显示NMOSD患者大脑及小脑存在广泛脑白质损伤,可解释NMOSD部分临床症状,与残疾症状无关的脑区纤维束微结构改变提示NMOSD患者这些区域病变可能存在更复杂的病理机制。

基于地统计学方法的泾河流域降水空间变异规律研究

地统计学方法对具有结构和随机双重性质的变量的空间变异性研究 ,具有极强的科学性 ,它所提供的克立格法是一种最优的无偏内插估计方法。本文以泾河流域年降水量为研究对象 ,利用普通克立格法对 90年代 5个典型年份的年降水量的空间变异性进行分析。通过对几种模型估值误差指标的比较 ,认为用球状模型来拟合降水量的半变异函数的精确度最高 ;利用球状模型对典型年份的降水量的半变异函数进行拟合 ,对比分析各年份的主要参数 ,结果表明 1 996年降水量在空间变异的强度和影响范围均较大 ,而 1 995年的变异的强度和影响范围则较小 ;应用克立格插值生成各年份流域降水量的空间分布图 ,可直观分析降水量空间变异性 :总体趋势是流域的降水量从东南向西北逐步减少 ,呈平缓的梯状分布。而 1 995年较为特别 ,流域东南部降水量很小 ,主要集中在流域西部 。

基于纤维束空间统计学的吸烟成瘾青少年左右脑白质不对称研究

目的:观察吸烟成瘾青少年左右脑白质结构的不对称性变化。方法:采用基于纤维束空间统计(TBSS)的分析方法,对23名青少年吸烟成瘾者的脑白质弥散张量成像(DTI)数据进行处理,观察分析出现左右脑白质结构异常不对称的脑区。结果:通过分析,我们发现青少年成瘾者的脑白质在胼胝体部、胼胝体膝部、胼胝体压部、前放射冠、内囊前肢等脑区处的左右脑白质不对称差异值较大(FWE校正后P<0.05)。Pearson相关分析显示在胼胝体部(r=0.431, P=0.040)、胼胝体膝部(r=0.429, P=0.041)、前放射冠(r=0.477, P=0.021)这些脑区的轴向弥散率(AD)与尼古丁依赖量表(FTND)程度分数呈显著正相关,胼胝体压部与FTND呈显著负相关(r=-0.450, P=0.031)。胼胝体膝部的分数各向异性与FTND呈现显著正相关(r=0.678, P=0.000)。前放射冠的AD与吸烟指数包年(pack-year)呈现显著正相关(r=0.493, P=0.017)。结论:青少年吸烟成瘾者的胼胝体,前放射冠等脑区的脑白质表现出了异常的左右不对称。

地统计学在湿地土壤养分空间异质性研究中的应用

在地统计学的区域化变量理论和变异函数的基础上建立了一套对湿地土壤养分的空间异质性进行定量化的较系统且完整研究的方法,通过向海湿地的案例研究证实了该方法在湿地土壤养分空间异质性研究中具有较强的操作性和准确性。

空间信息统计学在环境科学领域的应用进展

空间信息统计学,又称为地质统计学,是研究多孔介质空间变异性的有效方法,在环境科学领域有很好的应用前景。本文简单介绍了空间信息统计学的产生与发展现状,回顾了其在环境科学领域应用的一些成果,并就空间信息统计学在环境科学领域的应用前景进行了展望。

基于GIS和地统计学的土壤养分空间变异特征研究——以新疆农七师125团为例

基于地理信息系统(GIS)和地统计学,以地理信息系统软件ArcGIS为平台,采用GeostatisicalAnalyst地统计分析模块中的Kriging插值方法研究了新疆农七师125团土壤养分的空间变异性。应用GIS能够将系统变量的属性数据同地理数据相结合,使大区域范围内进行地统计学分析变得较为方便,研究结果表明,全氮、有机质、速效磷、速效钾均具有中等的空间相关性,但变异尺度不同。分析中还发现Kriging插值模型的选择及Crossin—ValNation交叉验证的检验与系数修正均影响分析工作的结果精度。

基于地统计学方法的我国SO_2污染时空演变分析

为反映我国SO2污染的时空演变规律,通过半方差分析和克里格空间内插法,对1990年,1995年和2000年主要城市的SO2年日均浓度进行了空间分析,发现SO2浓度空间分布的结构性在不断减弱,随机性有所增强,并且在总体改善的同时,污染中心有向西部转移的动向.

基于纤维束示踪的空间统计分析方法研究遗忘型轻度认知障碍患者脑白质结构变化

目的探讨遗忘型轻度认知障碍(aMCI)患者白质纤维病变并进一步评估白质改变与认知功能变化相关性。方法对12例aMCI患者及24名与患者组年龄相匹配的健康老年人进行磁共振弥散张量成像(DTI)扫描并通过基于纤维束示踪的空间统计学分析(TBSS)方法分析aMCI患者各向异性分数(FA)图。采用简易精神状态量表(MMSE)和蒙特利尔认知评估量表(MoCA)对患者的认知功能进行评定。结果与健康老年人相比,aMCI患者仅在小范围出现了FA值的降低,包括胼胝体膝部及部分左前额叶。aMCI组白质出现差异的区域的平均FA值(0.5±0.4)与MMSE及MoCA评分存在正相关(r=0.534,P<0.01;r=0.487,P=0.01)。结论胼胝体膝部及部分左前额叶的白质在aMCI阶段即可出现损害,且FA值的下降程度与认知功能损害相关。

基于纤维束示踪空间统计方法的扩散张量成像技术在帕金森病中的应用进展

帕金森病(PD)是一种常见于中老年人的慢性进行性神经变性疾病。功能影像学显示,PD在引起黑质纹状体系统改变的同时伴有脑白质纤维等其他区域的病理变化。基于纤维束示踪的空间统计方法(TBSS)的扩散张量成像(DTI)技术能够较为准确地对脑白质异常区域进行定位,为定量评估脑白质病变提供可靠参数。该文就TBSS的DTI的分析方法与限度、在PD诊断以及鉴别诊断中的应用以及优缺点进行总结。

基于纤维束骨架空间统计方法对内侧颞叶癫痫患者的弥散张量成像研究

目的运用基于纤维束骨架的空间统计方法(TBSS)分析内侧颞叶癫痫(MTLE)患者全脑白质纤维束弥散张量成像(DTI)参数。方法选择24例右利手MTLE患者(左侧MTLE 12例,右侧MTLE 12例)及性别、年龄及受教育程度与之相匹配的12例健康志愿者为研究对象,使用西门子3.0 T Trio Tim磁共振扫描仪对研究对象行DTI扫描。使用TBSS法分析白质纤维束的部分各向异性(FA)及平均弥散率(MD)。结果患者脑白质纤维束FA值显著降低,MD值显著增高。左侧MTLE组双侧大脑半球白质纤维束均有FA值减低,右侧MTLE组FA值减低的脑区主要集中在右侧;左侧MTLE组双侧大脑半球白质纤维束MD值均有升高,而右侧MTLE组MD值增高的区域全部集中在右侧。结论内侧颞叶癫痫患者脑白质微结构存在一定的变化。左侧MTLE患者白质纤维束呈双侧性改变,右侧MTLE白质纤维束的变化多位于患侧。患侧钩束DTI参数的异常可能在MTLE的定侧诊断方面具有应用价值。

基于纤维束示踪的空间统计方法研究进展及其应用

基于纤维束示踪的空间统计方法(TBSS)能够自动、准确地分析扩散张量数据,克服了基于体素的形态学分析在配准和平滑等过程中存在的不足,可对不同被试者的主要白质纤维束对齐、配准,从而达到较精准的组间比较,因此对脑白质异常区域定位更准确,为定量评估脑白质病变提供可靠参数,在脑科学研究和临床实践中有较好的应用前景。但TBSS方法仍存在一定局限性,有待于进一步改进。就TBSS方法的原理、计算过程及应用等予以综述。

基于地统计学的高原县域耕地土壤养分最优插值方法研究

选择适宜区域土壤属性特征的空间插值方法是高效揭示土壤养分空间分异的基础。以地处青藏高原与黄土高原过渡区的甘肃省临夏县为案例区,利用该县2007年农业部测土施肥采集的5 475个样点数据,以及地统计学的交叉验证和样点验证两种评价方法,筛选出适合研究区耕地土壤养分(有机质、碱解氮、有效磷和速效钾)分布预测的高效插值方法。从交叉验证结果来看,有机质和碱解氮采用析取克里格插值精度较高,而有效磷和速效钾分别采用普通克里格和简单克里格插值精度较高。从样点验证结果来看,有机质和速效钾分别以析取克里格和简单克里格插值精度较高,这也与交叉验证相吻合;而碱解氮和有效磷分别采用简单克里格和泛克里格插值精度较高,与交叉验证结果并不一致。由于交叉验证是具有一定"欺骗性"的自我验证,本研究认为基于样点验证的精度评价方法更可靠,因此临夏县耕地碱解氮和有效磷适宜的插值方法分别为简单克里格和泛克里格。

全面性发育迟缓患儿大脑白质纤维束微结构异常的扩散峰度成像研究

目的使用扩散峰度成像(diffusion kurtosis imaging,DKI)评估全面性发育迟缓(global developmental delay,GDD)患儿大脑白质纤维束微结构的改变。材料与方法这项前瞻性研究纳入了37例GDD儿童作为试验组和32例性别、年龄相匹配的健康儿童作为对照组。对所有参与者进行了DKI序列扫描,经过后处理得到扩散张量和峰度张量参数。使用基于束的空间统计学方法(tract-based spatial statistics,TBSS)比较了这些参数在两组之间的差异,并将组间有显著差异纤维束内的参数值与GDD儿童的神经发育得分进行Spearman相关分析。结果与对照组相比,GDD组右侧皮质脊髓束和右侧丘脑前辐射的平均扩散率(mean diffusivity,MD)均显著升高(P均<0.05);双侧丘脑前辐射、双侧皮质脊髓束和右侧上纵束的径向扩散系数(radial diffusivity,RD)也显著升高(P均<0.05)。此外,GDD组的径向峰度(radial kurtosis,RK)则显著降低(P均<0.05),包括双侧丘脑前辐射、双侧皮质脊髓束、双侧下额枕束、双侧上纵束、双侧下纵束、小钳、左侧钩状束和右侧扣带回。相关性分析发现,左侧下纵束和左侧钩状束的平均RK值与适应性行为得分呈正相关(r=0.349、0.486,P均<0.05);左侧钩状束的平均RK值与精细动作得分和个人-社交行为得分均呈正相关(r=0.365、0.590,P均<0.05)。结论DKI技术能够检测到GDD儿童大脑白质纤维束微结构的异常,为探索GDD潜在病理机制提供了有用的价值。

洞庭湖平原区土壤全磷含量地统计学和GIS分析

以洞庭湖平原区典型景观单元为试点,利用GPS定位共取得651个耕层(0～20cm)土壤样品。通过对数转化、稳健统计、域法处理和Box-Cox转化4种数据处理方法对土壤全磷进行了正态分布性检验。结果表明,Box-Cox转化成功地使数据集服从正态分布并消弱了异常值的影响,应用地统计学分析方法进行了实验变异函数的计算和最适合模型的拟合,得出土壤全磷最好的理论模型为球状模型,随后用普通克立格估值方法绘制了土壤全磷的空间分布图。在经过不同趋势阶数土壤全磷克立格(Kriging)插值误差的综合比较的基础上,结果表明趋势效应参数宜选取二阶。Kriging估值标准差(KSD)被认为是内插象素值的标准差,并为提高全磷的制图精度提供了有用的信息。应用地统计学和地理信息系统(GIS)的概率克立格法研究了洞庭湖平原典型区的土壤全磷的空间分布并进行了风险性评价。结果表明,土壤全磷不同含量水平下的概率分布图对风险性评价、合理施肥和控制磷素的面源污染的管理实践将是十分有益的。

基于地质统计方法与DEM的地震灾情空间插值研究

历次破坏性地震的震害调查和强震观测资料显示,地形地貌对地震灾害有着显著的影响.地震发生后,为了能够及时、准确地为地震救灾指挥提供灾情分布信息,该文借鉴了地质统计学方法,利用灾情速报人员上报的地震现场离散点灾情短信对灾区进行灾情空间模拟的同时,将数学高程模型(DEM)中所包含的高程、坡度等地形地貌信息作为影响因素引入协克里金(Co-Kriging)插值;并以汶川MS8.0地震灾情短信数据为例,分别对确定性插值、地质统计学插值结果与有无考虑坡度因素的地质统计学插值结果进行了交叉检验.结果表明,考虑坡度影响因素的协克里金插值在合适的模型和参数下取得了最优的灾情模拟效果.该方法为地震应急期间进行较高精度的灾情模拟提供了一种新的可行思路.

地质统计学及其在井田松散含水层水文地质参数场研究中的运用

介绍了地质统计学的原理基础、发展动态及其主要运用,在分析了煤矿勘探和生产中遇到的区域变量类型特征基础上,论述了地质统计学在该领域的运用潜力。以利用地质统计学分析淮南某井田内松散层的底部含水层水文地质参数在空间变异及尺度格局特征为例,对不同类型变量间的空间变异差异作了对比,最后对区域内节点进行了最优估值,得到参数场分布规律。

儿童无骨折脱位型脊髓损伤特异性脑白质纤维束改变-基于白质骨架的弥散定量分析

目的 探讨儿童无骨折脱位型脊髓损伤(SCIWOFD)患者脑白质纤维束的特异性改变。方法 选取25例儿童SCIWOFD患者(SCIWOFD组)及27例年龄、性别相匹配的正常发育儿童(对照组)的弥散张量成像(DTI)数据,利用基于白质纤维骨架的空间统计学方法(TBSS)分析两组之间脑白质纤维束的差异,并进一步量化分析儿童SCIWOFD患者脑白质纤维束改变与临床指标之间的相关性,最后采用受试者工作特征曲线(ROC)分析,计算利用TBSS进行儿童SCIWOFD诊断的敏感性和特异性。结果 与HCs相比,儿童SCIWOFD患者右侧上纵束、左侧胼胝体压部和右侧内囊后肢的各向异性分数(FA)显著增加,平均扩散率(MD)、纵向弥散率(RD)显著减低,未发现DTI相关指标与感觉运动评分、患者年龄、病程之间的显著相关性。在使用右侧上纵束的FA值作为两组样本的分类指标时,其曲线下面积(AUC)达到了0.903。结论 儿童SCIWOFD患者存在显著的脑白质纤维束改变,同时TBSS作为儿童SCIWOFD筛查工具具有一定的潜力,并为未来的康复治疗提供了新视角。

DTI基于白质骨架的纤维束空间统计分析对认知障碍脑瘫患儿的研究

目的运用磁共振DTI(Diffusiontensor imaging)基于纤维束的空间统计分析技术(Tract Based Spatial Statistic,TBSS),对比分析伴有认知功能障碍的脑瘫患儿(Cerebral palsy,CP)与正常儿童(control group,CG)白质纤维束FA值的差异,为临床诊疗及干预提供精准影像学依据。方法选取53例30<DQ<70伴有认知功能障碍CP组患儿及50例正常对照CG组小儿,使用Philips Ingenia 3.0T磁共振成像仪,常规MRI序列及DTI功能成像序列检查,行DTI基于白质骨架的纤维束空间统计法分析。结果白质骨架图显示53例CP组患儿双侧额叶白质、右颞叶白质、右枕叶白质、右顶叶白质、双侧脑室体旁白质、双侧内囊前后肢较CG组的FA值明显减低(P值<0.05);随访13例CP组经6~12个月综合康复治疗后患儿的FA值在双侧内囊后肢区、右枕叶白质区、右侧内囊前肢区、右额叶白质区较康复前有所升高(P值<0.05)。结论DTI基于TBSS分析法将白质纤维束核心解剖结构可视化,揭示脑瘫患儿白质异常区域与认知功能损害之间的关系,为脑瘫患儿提供有价值的影像学指征及科学客观的理论依据。

采样数量和插值方法对土壤属性变异解析的影响

土壤样点数量、土壤样点分布以及插值方法的选择都会对土壤属性预测产生影响,本文选择有机质为研究对象,从研究区703个土壤样点中,随机抽取72个样点作为验证集,并采取不重复随机抽样方式抽取631个、350个、160个、76个、35个样点子集,采取反距离权重法、普通克里格和局部多项式法进行插值,探讨插值方法、样点数量和样点分布对土壤有机质空间预测结果的影响。结果表明,随样点数量的减少,有机质预测结果制图所表达的细节特征信息逐渐减少。样点数量减少到76个和35个时,样点空间分布影响增大,土壤有机质插值预测图失真严重。土壤有机质插值预测图失真前,研究区反距离权重法预测精度略高于普通克里格法和局部多项式法。