August 7th, 2017
Основываясь на отдыха государство функционального магнитного резонанса с Грейнджер анализа причинно-следственных связей, мы исследовали изменения направлены функциональной связи между задней поясной коры и весь мозг пациентов с болезнью Альцгеймера (AD), пациентов с мягкий когнитивных нарушений (MCI) и здорового контроля.
Общая цель данного анализа причинно-следственных связей Грейнджера заключается в изучении направленных функциональных связей в мозге, связанных с прогрессированием болезни Альцгеймера, тем самым создавая новую объективную основу для оценки тяжести заболевания. Этот метод может помочь ответить на ключевой вопрос в области болезни Альцгеймера, такой как направленная связь между PCC и целыми областями мозга. Основное преимущество этого метода заключается в том, что он измеряет причинно-следственные связи временных рядов FMRI и показывает динамику и направления слабого сигнала.
Применение этого метода распространяется на диагностику прогрессирования болезни Альцгеймера, поскольку он сравнивает направленную функциональную связь между болезнью Альцгеймера, ЛКН и контрольными группами. Благодаря этому методу можно получить представление о масштабировании направленной функциональной связи болезни Альцгеймера, он также может быть применен к другим системам, таким как электроизмерительные исследования цефалограммы. Как правило, новички в этом методе будут испытывать трудности, если они не знакомы с работой программного обеспечения.
Сначала мы добавляем сюда за семестр, а затем оцениваем предыдущую литературу по анализу причинно-следственных связей Грейнджера. Несмотря на реальную демонстрацию этого метода, это очень важно, потому что необходимо отметить несколько факторов, выходящих за рамки того, что можно написать в тексте. Начните с открытия RESTplus через программное обеспечение и щелкните левой кнопкой мыши по Pipeline.
Импортируйте соответствующие файлы в RESTplus. Выберите рабочий каталог, а затем начальные каталоги EPI и T1. Далее, чтобы конвертировать файлы Dicom в Nifti, отметьте галочкой поле DicomToNifti в поле Предварительная обработка.
И отметьте галочками параметры EPI Dicom к Nifiti и T1 к Nifiti. Удалите первые 10 временных точек, отметив галочкой RemoveFirstTimePoints и установив конечный параметр равным 10. Затем отметьте галочкой поле «Время среза».
Установите номер среза в соответствии с параметрами исследования RS FMRI и введите порядок среза. Установите флажок «Повторить выравнивание», чтобы скорректировать время и движение головы. Затем выполните пространственную нормализацию, установив флажок «Нормализовать» и оставив параметры по умолчанию внизу.
Используйте унифицированную сегментацию изображения T1 и стандартизируйте все головы в одном и том же пространстве, выбрав параметры. Нормализация с помощью Т1 образа, унифицированной сегментации и европейской. Затем выберите сглаживание для выполнения пространственного сглаживания с помощью изотропного гауссова керналя с полной шириной в половину максимум 6 мм.
Удалите линейный тренд, отметив галочкой «Удалить тренд». Выберите неприятные ковариаты регрессии в следующих шести параметрах движения головы, глобальном среднем сигнале, сигнале белого вещества и сигнале спинномозговой жидкости с целью увеличения отношения сигнал/шум. Наконец, выберите фильтр для сохранения сигналов в диапазоне от 0,01 до 0,08 герц.
Устранение высокочастотного физиологического шума, а также устранение дрейфа низких частот. Начните с выполнения воксельного анализа причинно-следственных связей Грейнджера, или GCA, с помощью REST GCA в наборе инструментов REST. В поле Постобработка отметьте галочкой GCA.
Установите порядок как один по умолчанию. Выберите Определить ROI и выберите сферический ROI, чтобы определить область интереса. Нажмите «Далее».
Определите исходные точки интереса в коре заднего сингулярного круга (PCC), задав координаты центра и радиус ROI затравки на основе известных данных, и нажмите OK. Затем выберите «Выполнить» и «ОК», чтобы запустить программу. Далее найдите папки с именами ZGCA и GCA после обработки соответствующих файловых данных. Отсортируйте файлы ZGCA и классифицируйте их по четырем подпапкам: XX, XY, YX, YY соответственно.
В программном обеспечении откройте RESTplus и щелкните левой кнопкой мыши «Статистический анализ». Щелкните левой кнопкой мыши по REST Two-Sample T-Test. Назовите результат вывода T1XY и задайте директорию вывода.
Щелкните левой кнопкой мыши по кнопке «Добавить групповые изображения», чтобы открыть подпапку XY в папке AD Results и подпапку XY в папке NC Results. Затем щелкните левой кнопкой мыши, чтобы открыть подфайл BrainMask в папке mask. Затем выберите Вычислить для запуска программы.
Назовите выходные результаты как T2XY и задайте выходной директор. Щелкните левой кнопкой мыши по кнопке «Добавить групповые изображения», чтобы открыть подпапку XY в папке AD Results. И подпапка XY в папке MCI Results.
Повторите вычисление файла маски мозга, чтобы получить выходные данные для T3XY, T1YX, T2YX и T3YX, всего шесть файлов. Щелкните левой кнопкой мыши по просмотрщику RESTplus, чтобы просмотреть полученные файлы. Импортируйте шаблон с именем Ch2 в Underlay.
Наконец, найдите шесть результирующих файлов в выходном каталоге и заполните оверлей один за другим. Создайте окончательный график с помощью шести выходных файлов. После того, как были впервые идентифицированы активные узлы во всем мозге, технология GCA была использована для определения направленной функциональной связи от PCC ко всему мозгу.
И от всего мозга до PCC в группах AD, MCI и контрольной группе. Направленная связь всего мозга с ПКК была усилена в группе с БА по сравнению с нормальной контрольной группой и в первую очередь сосредоточена в двусторонней области мозжечка за пределами ДМН. Направленная связь от ПКК ко всему мозгу была значительно снижена в группе БА по сравнению с контрольной группой с основными областями, такими как правое предклинье и левая металобная извилина, принадлежащими к DMN.
Пока мастерит, эту технику можно сделать за 14 часов, если ее правильно выполнить. При выполнении этой процедуры важно помнить, что все имена файлов и фотографий должны быть на английском языке и не должны содержать пробелов. После своего развития этот метод проложил путь исследователям в области FMRI к исследованию направленной фракционной связи в прогрессировании болезни Альцгеймера.
После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее понимание того, как запустить направленную фракционную связь в мозге, связанную с прогрессированием AD. Тем самым установить узкую объективную основу для оценки тяжести заболевания.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
В данном исследовании изучается направленная функциональная связь в мозге, связанная с прогрессированием болезни Альцгеймера, с использованием анализа причинной связи Грэнджера. В нем сравнивается связь между задней теменной извилиной и всем мозгом у пациентов с болезнью Альцгеймера, легким когнитивным нарушением и здоровыми контрольными группами.
Granger Causality Analysis (GCA) of fMRI data enables objective, quantitative assessment of directed functional connectivity changes in Alzheimer's disease (AD) and mild cognitive impairment (MCI). This approach supports mechanistic de-risking and target validation by revealing directional network disruptions relevant to disease progression. Integrating GCA into neuroimaging workflows enhances predictive confidence for biomarker development and portfolio triage in neurodegenerative research.
GCA-based fMRI analysis fits within the neuroimaging discovery continuum, bridging early mechanistic studies and translational biomarker development for neurodegenerative portfolios.