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运动功能的脑组织结构与年龄相关性的DTI研究

作　者: 秦姣龙
导　师: 王蔚
学　校: 南京师范大学
专　业: 教育技术学
关键词: 弥散张量成像年龄运动功能皮质脊髓束纹状体
分类号: R87
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 17次
引　用: 1次
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内容摘要

运动是一种传统而有效的锻炼身体方式,它有利于保持人的身体健康。对于运动的这项功效,人们长期以来都比较关注。近来有学者发现有氧运动是最好的大脑训练,同时也有研究报道运动能够延缓脑的老化。随着我们的社会逐渐进入高龄化,正常脑老化也会随之而来,因为脑老化是一种客观存在的规律。因此,本文采用弥散张量成像技术,通过一系列弥散指标参数,来观测跟运动功能相关的脑组织结构与年龄之间的相关性变化。希望通过此研究,能对认识脑老化过程和延缓脑老化有所帮助。同时也希望,认识到随年龄增长,运动功能衰退与脑物理组织结构之间的变化关系,能对体育教育有一些的帮助。本文选取了86名健康被试(数据来源ICBM数据库),并选取部分各向异性、平均弥散率、纵向弥散率和横向弥散率作为弥散指标参数；对锥体系的双侧皮质脊髓束和锥体外系的双侧纹状体(包含双侧的尾核、苍白球和壳核)进行年龄相关性的研究。分别取每侧部位的各项指标参数值的均值作为统计分析的统计量。1)采用配对t检验比较随年龄增长左右半球间同一脑组织结构的FA、MD、λL和λT值之间的差异；2)采用单因素方差分析(One-Way ANOVA)5个年龄组之间每个部位的各项指标的差异,两两比较时采用LSD方法。并绘制各组间每个部位的各项指标值的多重线图；3)对于每个部位的各项指标值,采用pearson相关分析研究其与年龄的相关性,计算相关系数,并绘制其随年龄增长的变化趋势图。通过实验发现随着年龄增长,在所选取的四个部位中双侧苍白球的差异最大,而双侧壳核的差异最小。在各年龄组的比较中发现,组V与其他组的差异最明显；壳核在各年龄组中的组间差异最大,因为壳核的各项指标参数值均具有组间差异,差异最小的是尾核；通过五个年龄组间的多重线性图分析,发现与其他三个部位的各项指标参数值相比,皮质脊髓束的FA值比其他三个部位的FA值更高；而其MD、λL和λT值比其他三个部位的对应值要更低；MD值随着年龄增长的整体变化与λT值的整体变化最为相似。在运动功能的脑组织结构与年龄相关性分析中发现,皮质脊髓束和苍白球的MD、λL和λT值与年龄存在一定的正相关性。左侧壳核的MD、λL和λT值与年龄存在一定的正相关性；而其右侧λL值与年龄相关性不强,MD和λT值与年龄有一定的正相关性,而FA值与年龄存在一定的负相关性。尾核的各项指标参数都与年龄的相关性不强。总之,随着年龄的增加,每个部位的各项参数值大体趋势是FA值下降,而MD、λL和λT值的升高,其中尾核的变化最小。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-12
  1.1 引言  8-9
  1.2 研究意义  9-10
  1.3 本文研究的主要内容  10
  1.4 本文的结构安排  10-12
2 大脑的结构和运动功能  12-22
  2.1 大脑的结构和机能  12-16
    2.1.1 大脑的结构  12-13
    2.1.2 大脑皮层的分区及机能  13-15
    2.1.3 大脑白质的结构及机能  15-16
  2.2 脑功能学说  16-18
  2.3 运动的脑控制  18-22
    2.3.1 中枢运动控制系统  18-19
    2.3.2 运动传导通路  19-20
    2.3.3 脑运动组织关键区域  20-22
3 弥散张量成像及其定量分析技术  22-30
  3.1 弥散张量成像原理  22-24
    3.1.1 弥散现象  22-23
    3.1.2 弥散加权成像  23
    3.1.3 弥散张量成像  23-24
  3.2 弥散张量成像的导出量  24-27
    3.2.1 弥散张量的特征值和特征方向  24-25
    3.2.2 平均弥散率  25-26
    3.2.3 各向异性指数  26-27
  3.3 弥散张量成像的定量分析技术  27-30
    3.3.1 扩散张量成像的纤维追踪  27-28
    3.3.2 扩散张量成像的统计分析方法  28-30
4 运动功能脑组织结构的DTI数据处理方法  30-37
  4.1 DTI数据格式及处理软件  30-31
    4.1.1 实验数据  30
    4.1.2 软件工具  30-31
  4.2 图像预处理  31-35
    4.2.1 DTI数据校正  31-32
    4.2.2 评价指标的初步计算  32
    4.2.3 被试间图像配准和评价指标的重计算  32-35
  4.3 选取感兴趣区  35-37
5 运动功能的脑组织结构与年龄相关性的DTI实验与结果  37-53
  5.1 实验设计  37
  5.2 数据分析  37-49
    5.2.1 随年龄增长双侧间运动功能的脑组织结构比对  37-39
    5.2.2 各年龄组间运动功能的脑组织结构比对  39-45
    5.2.3 运动功能的脑组织结构与年龄的相关性分析  45-49
  5.3 结果讨论  49-53
6 总结与展望  53-56
参考文献  56-60
学期间取得的学术成果  60-61
致谢  61

运动功能的脑组织结构与年龄相关性的DTI研究

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