简介:摘要传统多模态磁共振分析通常是基于单模态数据,对其结果进行简单的比较或相关性分析,但各模态之间的先验交互信息未被充分利用。而链接独立成分分析(linked independent component analysis,LICA)是一种多模态数据融合方法,能够通用灵活地利用独立成分分析对多模态数据进行融合分析,允许每个模态组具有不同的单位、信噪比等,而且能够自动确定组内各模态的最佳权重,从而可以更充分地利用各模态之间的交互信息,在脑疾病研究中得到了广泛应用。本文就该方法在神经精神疾病的病理机制、临床诊断及分类识别等方面的MRI研究进展进行综述。
简介:舰船尾流的激光探测是一种新的鱼雷制导手段。水体的后向散射光信号是舰船尾流后向散射光信号检测的常见干扰,由于其在频域十分接近且信号强度大于尾流信号,因此难以用传统方法提取有用的尾流信号。针对这一问题,提出了一种基于盲源分离的处理方法,将核独立成分分析技术应用于舰船尾流后向散射光信号的提取。介绍了核独立成分分析的基本原理和具体算法,进行了仿真计算,并与传统独立成分分析算法进行比较。结果表明在盲源信号分离中,基于核空间的独立成分分析与其他独立成分分析算法相比更具有准确性。最后应用该方法对海上实验数据进行处理,提取出了舰船尾流信号,取得了良好的效果,验证了该算法的有效性。
简介:摘要目的应用基于独立成分分析的动态功能连接(dFC)分析方法探讨神经精神性红斑狼疮(NPSLE)患者脑功能连接的动态特征异常及其与临床指标的相关性。方法前瞻性收集2018年7月至2019年9月郑州大学第一附属医院确诊的NPSLE女性患者临床和影像资料,并记录患者的补体C3、C4、CH50水平、糖皮质激素泼尼松用量、疾病活动指数(SLEDAI)评分和损害指数(SDI)评分。同期收集年龄、性别相匹配的健康对照(HC)。所有被试均行静息态功能MRI(rs-fMRI)检查。使用GIFT软件对MRI数据进行空间组独立成分分析并挑选出29个独立成分(IC)作为内在连接网络;使用滑动时间窗技术进行dFC分析得到5个功能连接状态(state)及dFC指标(时间分数、平均停留时间、转换次数)。采用两独立样本t检验计算不同状态内功能连接的组间差异,采用Mann-Whitney U检验计算dFC指标的组间差异,采用Spearman相关分析计算NPSLE组的dFC指标与临床资料的相关性。结果共入组45例NPSLE患者和35名HC,两组在年龄、受教育程度上差异均无统计学意义(t=-0.327、-0.460,P>0.05)。在state4弱连接中,NPSLE组与HC组相比,时间分数增大,平均停留时间增多,差异均有统计学意义(Z=-2.496、-2.462,P<0.05);在state3强连接中,NPSLE组与HC组相比,小脑后叶脑区(IC39)与基底节脑区(IC10)之间功能连接(FC)增强(t=-5.201,P<0.05),小脑后叶脑区(IC39)与颞叶脑区(IC5)、颞叶脑区(IC7)、顶上小叶脑区(IC65)(t=4.212、5.572、4.415,P<0.05)、中央旁小叶脑区(IC12)与后扣带回脑区(IC15)之间FC减弱(t=3.893,P<0.05)。NPSLE患者的SDI评分与state1、state3强连接状态的时间分数及平均停留时间均呈负相关(P<0.05),SLEDAI评分与state1、state2强连接状态的时间分数、平均停留时间均呈负相关(P<0.05),SDI及SLEDAI分别与state4弱连接状态的时间分数、平均停留时间均呈正相关(P<0.05)。NPSLE患者的血清补体C3、C4、CH50水平分别与转换次数呈正相关(r=0.428、0.354、0.385,P<0.05);糖皮质激素泼尼松用量与转换次数呈负相关(r=-0.466,P=0.001)。验证分析可有效重复实验结果。结论基于独立成分分析的dFC方法能够在更短的时间尺度上有效识别NPSLE患者脑功能连接的变化,为进一步探索NPSLE认知障碍的神经影像学机制提供新的视角。
简介:层次分析法的优点是程序明确,但是步骤繁多,句型不明。成分分析法正好相反。理想的析句法应该是程序明确而又步骤简化,以利于反映句子基本格局。从这一点出发,提出了“主干成分分析法”,它是层次分析法的简化:每一层的切分都有选择地进行,只向靠近谓语核心(一般指谓语动词)的地方切分,最后以切分出谓语核心为止。这样,切分m层后只得到(m+1)个成分,可称为“主干成分”。每个主干成分内部的成分是“支干成分”,它们同句型格局没有直接联系。这种析句法反映了“核心层次”的观念:以谓语核心为中心,其他主干成分一层一层围着它。主干成分分析法分析的结果,大致上同传统成分分析法相似。每个主干成分相当于一个“意群”,在句子中是“成块儿运用”的“备用单位”。
简介:摘要目的基于MRI应用独立成分分析和双回归结合的方法,探索肌萎缩侧索硬化症(ALS)患者大尺度运动及认知相关网络功能变化,及其与运动、认知功能的关系。方法前瞻性收集2014年1月至2016年6月于西安交通大学第一附属医院就诊的46例ALS患者(ALS组),另招募性别、年龄匹配的正常对照40名(对照组),均完成运动及多维度认知功能评价[包括简明精神状态评价(MMSE)、蒙特利尔认知评价量表(MoCa)、语义流畅性(SVF)、音韵流畅性(PVF)、向前数字广度(DS_F)、向后数字广度(DS_B)、额叶功能评估(FAB)评分,威斯康星卡片分类测试(WCST)的分类准确数、分类错误数、持续性反应分类数目、持续性分类错误反应数目、非持续性错误分类数目评分及汉密尔顿抑郁量表(HAMD)、汉密尔顿焦虑量表(HAMA)评分]。采集所有被试的静息态MRI数据,以多变量解释线性优化独立成分分解进行独立成分分析,挑选出运动网络(SMN)、默认网络(DMN)和额顶叶控制网络(FPCN);应用双回归分析进行基于体素的组间网络差异对比。ALS组与对照组不同认知功能评价指标的差异采用多变量协方差分析;2组间脑网络差异的对比采用非参数置换检验,以族错误率(FWE)校正,以P<0.008为差异有统计学意义;采用偏相关和多元线性回归评价组间差异脑区功能连接变化与认知功能的关系。结果ALS组患者MMSE、MoCa、SVF、PVF、DS_B、分类准确数评分均较对照组低(P<0.05),而分类错误数、非持续性错误分类数目、HAMD和HAMA评分均较对照组高(P<0.05)。校正性别、年龄的前提下,ALS组与对照组的SMN脑区比较差异无统计学意义(FWE校正,P>0.008);与对照组比较,ALS组DMN的左侧腹内侧前额叶皮层(vmPFC)功能连接增强,FPCN的右侧前扣带回(ACC)、右侧后扣带回、左侧顶下小叶以及左侧颞下回局部脑区功能连接下降(FWE校正,P<0.008)。ALS患者vmPFC功能连接与MoCa评分(r=-0.565,P<0.001)、FAB评分(r=-0.373,P=0.015)及WCST的分类准确数(r=-0.478,P=0.002)、SVF评分(r=-0.458,P=0.002)呈负相关;与WCST分类错误数和HAMA评分呈正相关(r=0.416,P=0.007;r=0.388,P=0.011)。FPCN多个脑区功能连接下降,其中ACC的功能连接与DS_F(r=0.341,P=0.027)和MMSE评分呈正相关(r=0.351,P=0.023)。vmPFC功能连接增加对MoCa评分的影响占49.6%;而对FAB评分和HAMA评分的影响分别占35.2%和34.2%;对WCST的分类准确数、分类错误数以及SVF的影响不足30%;ACC功能连接下降对DS_F评分的影响占37.7%。结论ALS患者存在以额颞叶核心脑区为主的大尺度脑网络改变,DMN和FPCN网络变化与ALS患者临床认知改变密切相关。