1.一種基于腦連接網(wǎng)絡(luò)的腦齡預(yù)測方法,其特征包括如下步驟:
(1)從腦影像中構(gòu)造出腦連接網(wǎng)絡(luò);
(2)從腦連接網(wǎng)絡(luò)中提取節(jié)點(diǎn)特征;
(3)從腦連接網(wǎng)絡(luò)中提取并選擇邊特征;
(4)將步驟(1)、(2)中提取到的兩種特征進(jìn)行線性的融合;
(5)使用支持向量回歸機(jī)(Support vector regression,SVR)對腦齡進(jìn)行回歸預(yù)測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于腦連接網(wǎng)絡(luò)的腦齡預(yù)測的方法,其特征在于,所述步驟(1)中,從腦影像中構(gòu)造出腦連接網(wǎng)絡(luò)。其實(shí)現(xiàn)方法包括:
(21)對采集到的原始數(shù)據(jù),我們使用Data Processing Assistant for Resting-State fMRI(DPARSF)進(jìn)行切片時間校正(slice timing),頭動校正(motion correlation),和空間正則化(spatial normalization)等標(biāo)準(zhǔn)預(yù)處理流程;
(22)根據(jù)Automated Anatomical Labeling(AAL)模板將每個對象的fMRI圖像所對應(yīng)的腦空間分割為90個腦區(qū)(每個腦區(qū)對應(yīng)圖中的一個頂點(diǎn));
(23)計算每個腦區(qū)的平均時間序列以及腦區(qū)間的Pearson相關(guān)系數(shù)作為腦區(qū)間的連接強(qiáng)度(即為圖中的邊)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于腦連接網(wǎng)絡(luò)的腦齡預(yù)測的方法,其特征在于,所述步驟(2)中,從腦連接網(wǎng)絡(luò)中提取節(jié)點(diǎn)特征,其實(shí)現(xiàn)方法包括:
(31)首先閾值化功能連接網(wǎng)絡(luò),設(shè)定一個閾值T,小于閾值T的置為0,大于等于閾值T的置為1;
(32)對于閾值化后的連接網(wǎng)絡(luò),計算節(jié)點(diǎn)的聚類系數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的從腦連接網(wǎng)絡(luò)中提取節(jié)點(diǎn)特征,其特征在于,所述步驟(32)中,計算節(jié)點(diǎn)的聚類系數(shù),其實(shí)現(xiàn)方法包括:
(41)對于無權(quán)無項(xiàng)圖G,G中的第i個節(jié)點(diǎn)的聚類系數(shù)的計算公式如下:
其中,ki表示第i個節(jié)點(diǎn)的鄰接點(diǎn)的個數(shù),Ei表示第i個節(jié)點(diǎn)的ki個鄰接點(diǎn)之間存在的邊數(shù);
(42)對每個樣本的腦連接網(wǎng)絡(luò)計算其聚類系數(shù),作為節(jié)點(diǎn)的特征。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于腦連接網(wǎng)絡(luò)的腦齡預(yù)測的方法,其特征在于,所述步驟(3)中,從腦連接網(wǎng)絡(luò)中提取并選擇邊特征,其實(shí)現(xiàn)方法包括:
(51)對于腦連接網(wǎng)絡(luò),首先可以簡單的得到網(wǎng)絡(luò)中的邊,將邊拉成向量保存其權(quán)重信息;
(52)使用Lasso算法選擇最具有判別性的邊,作為邊的特征。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于腦連接網(wǎng)絡(luò)的腦齡預(yù)測的方法,其特征在于,所述步驟(4)中,將步驟(1)、(2)中提取到的兩種特征進(jìn)行線性的融合,其實(shí)現(xiàn)方法包括:
(61)將提取到的邊的特征和節(jié)點(diǎn)的特征線性的融合在一起。不妨設(shè)節(jié)點(diǎn)的特征矩陣為邊的特征矩陣為則融合后的特征矩陣為其中,n表示樣本個數(shù),c表示節(jié)點(diǎn)的特征個數(shù),e表示邊的特征個數(shù)。