基于几何热扩散的MRI脑皮层形态特征抽取与鉴别回归分析研究

基本信息
批准号:61772253
项目类别:面上项目
资助金额:55.00
负责人:王刚
学科分类:
依托单位:鲁东大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王亚林,张小峰,王洪刚,郝金光,刘汉敏,王月香,王安之
关键词:
矩阵回归分析多变量回归分析脑皮层形态度量四面体网格热核扩散
结项摘要

Cortical morphologic measurement in magnetic resonance imaging (MRI) is an important technique in the field of studying Alzheimer's . Most previous measurements for describing the cortical complex morphological characteristics are not sufficiently accurate on its own to serve as an absolute diagnostic criterion. It's hard to extract the low-dimensional discriminative representations from the high-dimensional cortical complex morphological characteristics. And we are short of the local structural differences quantitative assessment methods for the clinical diagnosis of AD at the different cognitive impairment stages. To overcome these problems, the main issue of this project focuses on the theory and related algorithm of the complex morphology description and assessment for MRI cortical atrophy. The main contributions will be made as follows. Firstly, we will construct an optimized tetrahedral mesh that matches the MR image based on the geometric fusion implicit surface property metric and the harmonic function minimization regularization model. Secondly, by incorporating the vibration mode characterization system of the complex manifold and the spatial location information, we will propose the heat kernel morphology measurement driven by the partial structure of the MRI data. Thirdly, by combining the compact property intra-class and the alienation property inter-class of the linear classifier, we will propose the optimal sparse representation of the projection direction in the classification space and construct the low-dimensional nature representation method from the MRI high-dimensional morphological characteristics based on the jointly sparse reconstruction and classification in the projection vector space. And the risk assessment strategy will be constructed for the individual from MCI to AD. Finally, by using the common structure maintenance property under the metric of nuclear norm, we will propose the matrix low rank evaluation method and related efficient numerical optimization algorithms for discriminating the local structural differences between the different groups. The research will establish the solid fundamentals for solving the three dimension mesh modeling, feature measurement, and high-dimensional signal understanding problems.

磁共振成像(MRI)脑皮层形态度量是研究阿尔茨海默症(AD)的重要手段。项目拟针对目前缺乏有针对性的脑皮层复杂形态特征描述方法以及高维信息的低维本质分类表达与局部结构差异评估等问题,研究MRI脑皮层萎缩复杂形态的描述与评估理论和算法。主要研究内容为:利用几何融合隐式表面属性度量与调和能量最小化正则模型,建立形态保持与结构优化的四面体网格模型;结合黎曼流形下的振动模式表征系统和位置信息,提出局部结构驱动的热核扩散形态表征测度;融合线性分类器类内紧致、类间疏远的特性,以及分类空间投影方向的优化稀疏表示,提出联合稀疏重建与鉴别分类的脑皮层低维本质表征方法,以及构建认知障碍个体转化AD的风险评估策略;利用核范数度量下的共性结构保持特性,提出基于脑皮层局部萎缩的矩阵低秩量化评估方法以及相应的高效数值优化方法。项目的研究成果有望为生物医学领域的三维网格建模、特征度量、高维信息感知提供基础支撑。

项目摘要

随着人口老龄化的加剧,AD的防治已经成为当今医学领域研究的重大公共卫生问题。为了加快研发有效的AD防治疗法,迫切需要构建一种与AD病情关联度紧密的脑皮层形态表征方法以及AD病情影响下所导致的脑皮层局部萎缩的量化评估算法和理论。用以评估早期AD干预疗法的效果,提升医疗机构的诊疗水平。同时也是促进AD防治走向智能化、精准化,有效解决老龄化社会突出健康问题的重要途径。.基于此,本项目构建了一套与AD病情关联度紧密的脑皮层形态表征体系以及AD病情影响下所导致的脑皮层局部萎缩的量化评估算法和理论。研究内容包括提出了基于脑皮层MRI影像数据的四面体网格优化生成模型,该模型能够在准确地表征脑皮层复杂的几何拓扑结构的同时保证稳健的四面体结构;提出了基于三维稳恒场热流场线的形态特征提取模型,从而高精度确定脑皮层的厚度特征;提出了基于低秩主成分分解以及AD形态相似性统计模型的单变量神经退行性生物标志(UNB)生成模型,可以精确表征个体受AD影响所导致的形态变化;建立了基于生存分析模型的AD转化风险以及生存概率差异的统计分析框架,可以预测分析MCI个体AD病情发展趋势。.通过研究相关算法背后的核心科学问题,突破目前UNB在感知受AD影响的形态变化方面存在灵敏度和鲁棒性较弱的缺陷,精确揭示AD病情导致的本质形态变化,有效推进计算神经影像学在临床诊断和预后的应用,提升MRI影像分析技术的国产自主研发水平。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

玉米叶向值的全基因组关联分析

玉米叶向值的全基因组关联分析

DOI:
发表时间:
2

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20201185
发表时间:2021
3

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

DOI:
发表时间:2018
4

基于LASSO-SVMR模型城市生活需水量的预测

基于LASSO-SVMR模型城市生活需水量的预测

DOI:10.19679/j.cnki.cjjsjj.2019.0538
发表时间:2019
5

基于SSVEP 直接脑控机器人方向和速度研究

基于SSVEP 直接脑控机器人方向和速度研究

DOI:10.16383/j.aas.2016.c150880
发表时间:2016

王刚的其他基金

批准号:51602209
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81670211
批准年份:2016
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:18670851
批准年份:1986
资助金额:5.00
项目类别:面上项目
批准号:81370565
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:41804075
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11126233
批准年份:2011
资助金额:3.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:51409058
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81400055
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51368030
批准年份:2013
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81171494
批准年份:2011
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:51704001
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81000287
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61272471
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:39670131
批准年份:1996
资助金额:13.00
项目类别:面上项目
批准号:51072222
批准年份:2010
资助金额:40.00
项目类别:面上项目
批准号:81201162
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61703260
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81430073
批准年份:2014
资助金额:320.00
项目类别:重点项目
批准号:61671421
批准年份:2016
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:30771435
批准年份:2007
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:81770639
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:21301140
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71101042
批准年份:2011
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31572047
批准年份:2015
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:30700251
批准年份:2007
资助金额:15.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81171027
批准年份:2011
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:21476259
批准年份:2014
资助金额:90.00
项目类别:面上项目
批准号:30971952
批准年份:2009
资助金额:33.00
项目类别:面上项目
批准号:21063011
批准年份:2010
资助金额:10.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:41172327
批准年份:2011
资助金额:67.00
项目类别:面上项目
批准号:61201099
批准年份:2012
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51309048
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11802048
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11704204
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30270243
批准年份:2002
资助金额:19.00
项目类别:面上项目
批准号:51801187
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31270472
批准年份:2012
资助金额:79.00
项目类别:面上项目
批准号:51362025
批准年份:2013
资助金额:51.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:60771041
批准年份:2007
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:41372203
批准年份:2013
资助金额:98.00
项目类别:面上项目
批准号:69808003
批准年份:1998
资助金额:12.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50871027
批准年份:2008
资助金额:42.00
项目类别:面上项目
批准号:30371650
批准年份:2003
资助金额:20.00
项目类别:面上项目
批准号:20906103
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51171098
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81171269
批准年份:2011
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:30971326
批准年份:2009
资助金额:31.00
项目类别:面上项目
批准号:51272240
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:61571249
批准年份:2015
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51779059
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51209179
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31901805
批准年份:2019
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51572291
批准年份:2015
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:69601002
批准年份:1996
资助金额:8.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51403054
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51302258
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81060369
批准年份:2010
资助金额:25.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:59572030
批准年份:1995
资助金额:9.00
项目类别:面上项目
批准号:21865025
批准年份:2018
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:41476024
批准年份:2014
资助金额:81.00
项目类别:面上项目
批准号:31571000
批准年份:2015
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:31171559
批准年份:2011
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:51672256
批准年份:2016
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:30972805
批准年份:2009
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:21878049
批准年份:2018
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:81241002
批准年份:2012
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:81100314
批准年份:2011
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31601902
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30970465
批准年份:2009
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:51279097
批准年份:2012
资助金额:82.00
项目类别:面上项目
批准号:41202174
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11104111
批准年份:2011
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30900318
批准年份:2009
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51077130
批准年份:2010
资助金额:38.00
项目类别:面上项目
批准号:11904019
批准年份:2019
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30700472
批准年份:2007
资助金额:15.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51304128
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81902603
批准年份:2019
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31671839
批准年份:2016
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:51272276
批准年份:2012
资助金额:83.00
项目类别:面上项目
批准号:51809281
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51009086
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51674158
批准年份:2016
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:60903028
批准年份:2009
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30770360
批准年份:2007
资助金额:27.00
项目类别:面上项目
批准号:11772123
批准年份:2017
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
批准号:50905182
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:U1507103
批准年份:2015
资助金额:50.00
项目类别:联合基金项目
批准号:51266006
批准年份:2012
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:61371182
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:50501005
批准年份:2005
资助金额:29.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81902799
批准年份:2019
资助金额:20.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31301407
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81872519
批准年份:2018
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:21806086
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:39170149
批准年份:1991
资助金额:3.00
项目类别:面上项目
批准号:81673051
批准年份:2016
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:30970730
批准年份:2009
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:51101059
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61602206
批准年份:2016
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81700182
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31201885
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51872226
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81560569
批准年份:2015
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:91646111
批准年份:2016
资助金额:43.00
项目类别:重大研究计划
批准号:40906011
批准年份:2009
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81500417
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31400329
批准年份:2014
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10802067
批准年份:2008
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51671120
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81870027
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:51071039
批准年份:2010
资助金额:38.00
项目类别:面上项目
批准号:51679016
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:51408097
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31370972
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:11772265
批准年份:2017
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:31402011
批准年份:2014
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11702080
批准年份:2017
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81871869
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:81860697
批准年份:2018
资助金额:34.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31901408
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:18974070
批准年份:1989
资助金额:4.50
项目类别:面上项目
批准号:21263021
批准年份:2012
资助金额:54.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51602128
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41006018
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81670023
批准年份:2016
资助金额:53.00
项目类别:面上项目
批准号:81370122
批准年份:2013
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:61152003
批准年份:2011
资助金额:15.00
项目类别:专项基金项目
批准号:71471054
批准年份:2014
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:51703235
批准年份:2017
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51805341
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51479108
批准年份:2014
资助金额:84.00
项目类别:面上项目
批准号:81673827
批准年份:2016
资助金额:52.00
项目类别:面上项目
批准号:U1662105
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:联合基金项目
批准号:51102033
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:39170931
批准年份:1991
资助金额:3.00
项目类别:面上项目
批准号:31870359
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

基于鉴别分析的增量特征抽取方法研究

批准号:60705006
批准年份:2007
负责人:赵海涛
学科分类:F0605
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
2

基于解剖学几何特征的心脏MR图像分割与形态学分析研究

批准号:61671135
批准年份:2016
负责人:李纯明
学科分类:F0116
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
3

基于模拟电路信号压缩采样的非线性特征核抽取与鉴别方法

批准号:61001049
批准年份:2010
负责人:袁海英
学科分类:F0118
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
4

半监督鉴别特征抽取及人脸识别应用研究

批准号:60875004
批准年份:2008
负责人:陈才扣
学科分类:F0304
资助金额:28.00
项目类别:面上项目