Skip to main content
SUPERVISOR
Farzaneh Shayegh boroujeni,Rasoul AmirFattahi
فرزانه شایق بروجنی (استاد راهنما) رسول امیر فتاحی ورنوسفادرانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Soroor Shafieizadegan Isfahan
سرور شفیعی زادگان اصفهان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Automatic diagnosis of autism spectrum disorder based on effective connectivity in the DMN and investigation of brain hemispheric asymmetry
Approximately one percent of people are diagnosed with Autism Spectrum Disorder (ASD) in the world , and the prevalence of this disease is similar across different countries. This disorder defined a group of neurological signs that are usually recognized by deficiencies in interactions and social communications. Due to the similarity of autism disorder with a number of cognitive disorders in some symptoms, diagnosis of this disease, especially in children, is usually delayed by several years. The use of functional images, especially resting-state functional magnetic resonance imaging (rs-fMRI), is a good procedure to find accurate biomarkers for the diagnosis of this disease due to its non-invasive nature and its independence of task performance during imaging. To better understand the function of brain activity in this disease, many studies have used functional connectivity; but these studies have reported inconsistent results. The default mode network (DMN) is an important brain network in ASD that has the most disruption among functional networks. Furthermore, brain asymmetry is one of the fundamental aspects of the human brain that changes in many psychiatric disorders. In this study, to reduce the effect of factors affecting the non-convergence of results in brain connectivity studies in ASD, effective connectivities in the core DMN were calculated using spectral dynamic causal modeling (spDCM) method. These connectivity parameters have used for investigation of brain asymmetry in ASD, and align="right" dir="RTL" Hemispheric asymmetry- Machine Learning- resting state fMRI (rs-fMRI)- dynamic causal modeling (DCM)- Autism Spectrum Disorder (ASD)- brain connectivity- Default mode network (DMN)
در سراسر دنیا تقریباً یک درصد مردم با اختلال طیف اوتیسم (ASD) شناخته می‌شوند که رشد شیوع این بیماری در میان کشورهای مختلف مشابه است. این اختلال دسته‌ای از اختلالات عصبی است که معمولاً با کمبودهایی در تعاملات و ارتباطات اجتماعی شناخته می‌شود. به علت تشابه اختلال اوتیسم با تعدادی از اختلالات شناختی در برخی علائم، تشخیص این بیماری به‌خصوص در کودکان معمولاً با چند سال تأخیر صورت می‌گیرد. استفاده از تصاویر عملکردی به‌خصوص تصاویر تشدید مغناطیسی عملکردی در حالت استراحت (rs-fMRI) به علت داشتن ذاتی غیرتهاجمی و بی‌نیاز به انجام تکلیف در حین تصویربرداری روشی مناسب برای یافتن نشانگرهای زیستی دقیق جهت تشخیص این بیماری هستند. برای فهم بهتر از عملکرد فعالیت مغز در این بیماری تعداد زیادی از مطالعات از ارتباط‌های عملکردی استفاده کرده‌اند؛ اما این مطالعات نتایج متناقضی را گزارش کرده‌اند. شبکه حالت پیش‌فرض (DMN) یک شبکه مغزی حائز اهمیت در ASD است که بیش‌ترین اختلال بین شبکه‌های عملکردی در آن دیده‌شده است. عدم‌تقارن مغزی یکی از جنبه‌های اساسی مغز انسان است که در بسیاری از اختلالات روان‌پزشکی تغییر می‌کند. در این مطالعه به‌منظور کاهش اثر عوامل مؤثر بر عدم همگرایی نتایج مطالعات ارتباط‌های مغزی در ASD، ارتباط‌های مؤثر در هسته اصلی DMN با استفاده از روش مدل‌سازی علی دینامیکی طیفی ( (spDCM محاسبه‌شده است و از این پارامترهای ارتباطی در جهت بررسی عدم‌تقارن مغزی ASD و طبقه‌بندی و تشخیص این اختلال با استفاده از روش‌های یادگیری ماشین استفاده‌شده است. در این راستا از ?? سایت از مجموعه داده ABIDE شامل ???? نفر استفاده‌شده است. هم‌چنین در این مطالعه تغییرپذیری ارتباط مؤثر محاسبه‌شده با روش spDCM نسبت به برخی از روش‌های پیش‌پردازش با استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشین مورد ارزیابی قرارگرفته است. نتایج بررسی عدم‌تقارن در شبکه DMN نشان‌دهنده‌ی کاهش قابل‌توجه عدم‌تقارن نیمکره‌ای مغز در ارتباط‌های قشر پیش‌پیشانی میانی و قشر گیجگاهی پایینی چپ و راست در ASD نسبت به افراد سالم است. علاوه بر این حداکثر دقت طبقه‌بندی به‌دست‌آمده جهت تشخیص این اختلال با توجه به روش‌های پیشنهادی با استفاده از الگوریتم یادگیری ماشین جنگل تصادفی در بین سایت‌های مجموعه داده ABIDE متعلق به سایت ABIDE II-IP با دقت % ??، سایت ABIDE I-Caltech با دقت %?? و سایت ABIDE II-USM با دقت %?? و حداکثر میانگین دقت طبقه‌بندی با استفاده ازالگوریتم جنگل تصادفی برای همه‌ سایت‌ها %????? حاصل‌شده است. هم‌چنین نتایج نشان‌دهنده عدم تغییر‌پذیری ارتباط مؤثر به روش spDCM نسبت به برخی روش‌های پیش‌پردازش است که نتایج مطالعات قبلی را تأیید می‌کند. کلمات کلیدی: عدم­تقارن نیمکره­ای- یادگیری ماشین- fMRI در حالت استراحت (rs-fMRI)- مدلسازی علی دینامیک (DCM)- اختلال طیف اوتیسم (ASD)- ارتباط مغزی- شبکه حالت پیش­فرض (DMN)

ارتقاء امنیت وب با وف بومی