[01638914]基于fMRI的脑功能连通性检测关键技术及应用

一、该项目属于计算机应用技术领域。 二、主要内容及特点：该项目针对脑功能连通性检测技术在人脑多功能属性融合、先验信息有效利用、临床推广应用等方面存在的关键问题进行研究，提出了新型的脑功能连通性检测模型，开发了相应的应用系统，在提升脑功能连通性网络检测性能的同时，应用于临床诊断和心理健康评估。取得的技术创新成果如下： (1)提出了人脑多功能属性融合的脑功能连通性分析方法，开发了非监督性脑功能连通性检测技术及应用系统。针对传统单属性脑功能连通性模型准确性不高，对弱功能连接不敏感等问题，提出了多功能属性融合的非监督性脑功能连通性分析模型，从脑功能连通检测建模与脑功能连通增强两方面实现了精确的脑功能连通性检测。通过建模脑稀疏编码、功能整合、功能分离及可重现性，来准确地实现非监督性脑功能连通性检测。 (2)引入人脑活动模式的时空先验信息，提出了一种多目标优化约束独立成分分析的脑功能连通性检测技术及应用系统。针对监督性人脑功能连通性检测模型时空信息难于同时建模、受限于时空信息的准确性等问题，提出了采用多目标优化理论来同时建模时空域先验模式的约束独立成分分析模型及求解算法，解决了脑功能时空先验信息缺乏有效利用的问题，实现了鲁棒有效的脑功能连通性检测。 (3)基于脑功能连通性检测和无监督分类技术，提出了一种定量客观的人类心理健康评估模型。针对传统基于神经心理学量表的心理健康评估具有主观性等问题，基于人脑功能连通性检测及机器学习技术，提出了一种基于双重支持向量机的定量性心理健康评估模型，开发了一套心理健康异常自动检测应用系统，解决了传统心理健康评估方法主观性强的问题。 该项目获得了国家自然科学基金以及“东方学者”人才基金等的资助；授权国家发明专利6项；发表学术论文26篇，其中SCI\SSCI论文20篇；培养了脑功能连通性检测研究领域内的研究生25名，其中2名获得计算机学科上海市优秀学位论文成果奖。经上海科学技术情报研究所水平查新分析，该项目技术达到同类成果国际先进水平。 三、应用推广情况：研发的脑功能连通性检测系统，已在上海市第六人民医院东院、上海市精神卫生中心等医疗机构中的偏头痛、脑卒中后抑郁、癫痫、精神分裂症等脑科疾病诊断和辅助治疗中得到推广应用，为神经和精神科医生更加准确可靠地诊治病人，特别是为提前筛查或早发现临界状态下患者提供了客观可靠的定量性参考依据。尤其在偏头痛、脑卒中后抑郁、癫痫的影像诊断上作了大量的工作，可望在行业内起草制定偏头痛、脑卒中后抑郁、癫痫影像学的诊断标准。与此同时，研发的基于脑功能连通性检测的人类心理健康异常自动检测系统和海员脑图谱，已经成功应用于海员心理健康体检与职业培训，并已在第16届中国国际工业博览会进行了展览，得到了新华社《环球》、《中国新闻网》、《新民晚报》等多家媒体的报道，经济与社会效益显著。