国家自然科学基金委员会医学科学部三处2011 年度结题项目汇编

1.2 模 型 驱 动 的 fMRI BOLD 信 号 的 非 线 性 分 析 : 生 物 物 理模 型 , 生 理 学 状 态 和 脑 活 动 分 布项 目 批 准 号 :30800250项 目 负 责 人 : 胡 正 珲依 托 单 位 : 浙 江 大 学本 研 究 的 目 的 是 构 建 基 于 生 物 物 理 学 模 型 的 fMRI 图 像 处 理 框 架 。 血 液 动 力 学 响 应 的 描 述对 于 fMRI 的 图 像 处 理 是 最 基 本 的 , 然 而 现 有 的 处 理 方 法 (SPM,AFNI 等 ) 主 要 是 基 于 经 验 性描 述 性 的 血 液 动 力 学 响 应 方 程 , 这 种 方 法 的 缺 点 在 于 不 能 探 查 与 神 经 活 动 直 接 相 关 的 血 流 ,血 容 积 和 去 氧 血 红 蛋 白 等 生 理 状 态 的 变 化 , 以 及 大 脑 生 理 状 态 各 类 参 数 信 息 。 我 们 的 研 究 是采 用 血 液 动 力 学 响 应 的 生 物 物 理 模 型 作 为 约 束 条 件 , 通 过 几 何 偏 微 分 方 程 的 局 部 弱 形 式 非 线性 解 理 论 , 将 系 统 参 数 形 变 模 型 , 状 态 变 化 模 型 以 及 多 时 间 标 度 特 性 统 一 在 一 个 计 算 框 架 下 。通 过 对 真 实 实 验 范 式 和 赝 实 验 范 式 下 , 系 统 状 态 与 模 型 参 数 的 非 线 性 联 合 估 计 , 结 合 参 数 统计 技 术 , 不 仅 能 够 获 得 脑 激 活 图 , 而 且 能 够 获 得 传 统 的 分 析 方 法 所 得 不 到 的 脑 的 系 统 和 参 数信 息 。 该 研 究 将 脑 活 动 分 布 探 测 与 生 理 学 信 息 反 演 结 合 起 来 , 对 于 揭 示 大 脑 的 生 理 、 病 理 学机 制 具 有 重 要 的 意 义 。关 键 词 : 血 液 动 力 学 响 应 模 型 ; 模 型 约 化 ; 非 线 性 联 合 估 计 ; 统 计 推 断学 科 代 码 :H1809发 表 论 著 :1. Hu Z, Shi P. Nonlinear analysis of BOLD signal: biophysical modeling, physiologicalstates, and functional activation. Med Image Comput Comput Assist Interv. 2007,10:734-41.(IF=1.05)2. Hu Z*, Shi P. Sensitivity Analysis for Biomedical Models.IEEE Trans Med Imaging.2010, 29(11):1870-81. (IF=3.64)会 议 报 告 : 国 际 大 会 1 分 组 2; 国 内 大 会 0 分 组 0培 养 人 才 : 博 士 后 0 博 士 0 硕 士 5专 利 : 申 请 0 项 ; 批 准 0 项奖 励 : 省 部 级 科 技 进 步 奖 0 项 ; 其 它 0 项2