2498

2498

تحليل تصاويرfMRIحالت استراحت مغز با استفاده از روش‌هاي ديناميك غيرخطي جهت تشخيص بيماري پاركينسون

كارشناسي ارشد

بيوالكتريك

شهريور ماه 1394

شهريور ماه 1394

دكتر احمد آيت‌الهي

برق

چكيده تصويربرداري تشديد مغناطيسي عملكردي(fMRI) با رزولوشن مكاني مناسب يك تكنيك قدرتمند براي شناسايي فعاليت در مغز انسان است. همچنين دادگان مربوط به سري‌زماني، دادگان معمول در اندازه‌گيري‌هاي مختلف از جمله اندازه‌گيري‌هاي بيولوژيك هستند كه آناليز آنها داراي كاركردهاي ويژه‌اي از جمله شناسايي و طبقه‌بندي مي‌باشد. در پژوهش حاضر با استفاده از روش‌هاي مبتني بر آشوب و ديناميك غيرخطي، آناليزهاي مختلفي را روي دادگان fMRI حالت استراحت مغز مربوط به افراد سالم و بيماران پاركينسوني انجام داده‌ايم.در اين راستا با مرور مطالعات پيشين در اين حوزه، پيش‌پردازش دادگان را توضيح داده سپس اقدام به بازسازي فضاي فاز سيگنال‌هاي زماني نواحي مختلف مغزي كه تحت تأثير بيماري پاركينسون هستند كرديم. ميزان تأخير بهينه معمولا برابر با مينيمم تابع خودهمبستگي يا تابع اطلاعات متقابل مي‌باشد. جهت تعيين مينيمم بعد محاط سيستم نيز رويكردهاي مختلفي وجود داردكه مهمترين آنها روش cao مبتني بر مفهوم نزديكترين همسايه كاذب معرفي شد. روش cao علاوه بر تعيين مينيمم بعد محاط آزموني جهت تعيين تصادفي بودن سيگنال نيز بدست مي‌دهد. سپس با استخراج پارامترهاي مختلفمبتني بر مفاهيم ديناميك غير خطي و آشوب از قبيل:ابعاد فراكتالي، بعد همبستگي، نماي لياپانوف، آنتروپي تقريبي و با استفاده از طبقه‌بندي كننده SVM و تكنيك انتخاب ويژگي f-score اقدام به شناسايي و تفكيك بيماران پاركينسوني از افراد سالم نموديم. نتايج آناليز علاوه بر شناسايي آشوب در نواحي تحت مطالعه، ابزار جديدي را جهت طبقه‌بندي افراد ارائه كرده است. بيشترين ميزان كارآيي تفكيك و تشخيص، مربوط به ويژگي بُعد اطلاعات در فضاي فاز بازسازي شده بوده، سيگنال‌هاي منتخب مربوط به نواحي كورتكس حركتي و تالاموس از نيمكره راست و مخچه و كورتكس حركتي از نيمكره چپ با ميزان صحت 95% مي‌باشد. همچنين نشان داديم نيمكره راست مغز بيشتر از نيمكره چپ، تحت تأثير بيماري پاركينسون قرار گرفته و نيز در نيمكره راست كورتكس حركتي و كورتكس پيشاني به ترتيب بيشترين آسيب را متحمل شده‌اند. كلمات كليدي: تصوير برداري تشديد مغناطيسي عملكردي، بيماري پاركينسون، آشوب، ديناميك غيرخطي، طبقه‌بندي كننده ماشين بردار پشتيبان، تكنيك انتخاب ويژگي f-score.