阿尔茨海默病是一种进行性神经退化痴呆症,其特征是大脑皮层厚度萎缩和认知功能逐步下降。通过分析阿尔茨海默病患者及其早期症状轻度认知障碍患者的大脑皮层厚度变化,我们可以了解该疾病的发生发展机理,为临床早期诊断和预防提供帮助。核磁共振成像技术的出现为我们对该疾病大脑皮层变化模式的研究提供了很好的手段。本文的研究工作是从图像处理的角度分析了阿尔茨海默病和轻度认知障碍患者大脑磁共振影像结构。首先,基于组群的大脑皮层厚度纵向研究,分析阿尔茨海默病和轻度认知障碍患者大脑皮层厚度随着病程发展的变化模式和发生病变的大脑皮层的区域。我们发现随着病程的发展,大脑皮层厚度是逐渐萎缩变薄,首先发生病变而变薄的脑区主要集中在默认网络的核心区域,而这些区域也就是跟认知和记忆及其相关的区域,而后向默认网络的其他脑区扩散,最后发展到全脑萎缩。其次,将阿尔茨海默病和轻度认知障碍患者的大脑皮层与脑脊液中的生物学指标和临床精神状态的评分作关联研究。我们发现大脑皮层的厚度与生物学指标的在脑脊液中的含量水平和精神状态量表有显著的相关性,相关性最为显著的区域也是主要集中在默认网络的核心区域。这个发现为用大脑磁共振成像技术研究该疾病的发生发展机理提供证据,同时也印证了大脑皮层厚度萎缩的发生是从默认网络的核心区域开始,而后向其他区域扩展最后发展到全脑。最后,我们利用计算机图论的原理构建大脑皮层的结构网络。通过计算大脑皮层厚度网络的属性,寻找正常对照组,轻度认知障碍和阿尔茨海默病患者在网络属性上的差异。从而为将三者有效的分类提供可靠的影像特征,使得以大脑磁共振结构影像为特征的模式分类方法研究该疾病成为可能,同时也为临床诊断提供帮助。