基于葡萄糖代谢的大脑功能网络的小世界特性研究.pdf

Chinese Journal of Medical Instrumentation 2011 年35 卷第3 期 研 究 与 论 著 文章编号 1671-7104(2011)03-0164-04 ： 基于葡萄糖代谢的大脑功能网络的小世界特性研究 张方1 1 2 3 1 【作 者】 ，张剑戈 ，左传涛 ，郭万华 ，王成* 1 上海交通大学医学院生物医学工程教研室，上海，200025 2 复旦大学附属华山医院PET 中心，上海，200235 3 南京大学附属鼓楼医院核医学科，南京，210008 【摘 要】 目的 利用18F-FDG PET 图像分析大脑葡萄糖代谢的情况，建立脑区间的功能连接网络，分析大脑功能网络的成本和效率 等网络特性，研究利用大脑葡萄糖代谢指标所构成的功能网络是否具有经济的小世界特性。方法 对148名健康志愿者，年 龄在30 ～59 （47.1 ±7.7 ）岁之间，分别采集静息状态下的脑部18F-FDG PET 图像，利用统计参数图 （SPM ）对图像进行 归一化，提取功能脑区，根据各脑区之间葡萄糖代谢的相关性，构建出全脑的功能网络模型，分析其网络特性。结果 大脑 功能网络的全局效率比规则网络高且比随机网络低；局部效率比随机网络高，比规则网络低，具有小世界网络特性，且在 中低成本区间表现尤其明显。结论 大脑各脑区的葡萄糖代谢具有高效、低成本的小世界网络特性。为研究大脑功能提供了 生理学和分子影像方面的证据和方法。 【关 键 词】 PET ；功能网络；小世界；葡萄糖代谢 【中图分类号】TP391 【文献标志码】A doi:10.3969/j .issn.1671-7104.2011.03.002 Small-world Properties of Glucose Metabolism Based Brain Functional Network 【Writers 】Zhang Fang1 1 2 3 1 , Zhang Jiange , Zuo Chuantao , Guo Wanhua , Wang Cheng * 1 Department of Biomedical Engineering, School of Medicine, Shanghai Jiaotong University, Shanghai, 200025 2 PET Center, Huashan Hospital, Fudan University, Shanghai, 200235 3 Nuclear Medicine Department, Drum Tower Hospital Affiliated to Medical College of Nanj ing University, Nanj ing 210008 【Abstract 】Objective To establish a brain functional network of the whole brain based on glucose metabolism, and to evaluate the cost and efficiency of the functional network. Methods 18F-FDG PET of 148 healthy volunteers (30~59 years, n=148) was performed in a resting state. Images were registered to atlas by using the statistical parametric mappin