婴幼儿大脑的结构、功能连接和认知水平等在出生后会经历一个动态的快速发育期。研究这个时期的大脑发育情况,有助于了解婴幼儿大脑早期发育模式和大脑工作机理,进而为脑发育类疾病的早期诊断奠定坚实的理论基础。近年来,磁共振成像、计算机技术和神经影像计算等的发展为研究婴幼儿大脑发育模式提供了极大的便利条件。本文基于多模态婴幼儿磁共振数据集,通过神经影像计算及统计学分析等方法,对婴幼儿大脑早期发育模式进行了研究。论文的主要工作和创新点如下:1.基于多模态神经影像的婴幼儿脑组织体积发育研究。探索婴幼儿脑组织体积的发育及其差异变化,有助于了解健康婴幼儿的脑组织发育模式;同时一些神经发育障碍疾病会导致大脑组织体积发生异常的变化,因此加深对正常婴幼儿脑组织体积发育模式的了解也将有助于对疾病成因的探究,辅助临床早期诊断。基于此,本文对东西方婴幼儿脑磁共振数据集进行了处理和对照分析,具体通过神经影像计算、统计学分析以及线性回归模型分析等方法,研究了东西方婴幼儿脑组织体积的发育模式及其存在的差异。研究结果表明,东西方婴幼儿的脑灰质组织体积,及其相对于灰质和白质体积之和的比率占比存在明显差异,其中东方婴幼儿的灰质体积明显较大,且灰质体积占比高于西方婴幼儿;线性回归模型分析结果表明,随着年龄的增长,东西方婴幼儿白质体积与灰质体积占比的发育模式明显不同,西方婴幼儿的白质体积具有更显著的发育增长趋势,而东方婴幼儿的灰质体积占比有着更快的增长速度。2.基于多模态神经影像的婴幼儿脑发育疾病的生物标志物研究。自闭症是婴幼儿脑发育常见疾病之一,病因复杂,尚未有统一的研究结论及可靠的生物标志物用于临床的早期筛查及诊断,因此对其进行探索和系统的研究非常必要。基于此,本文对目前基于各种模态神经影像数据的婴幼儿自闭症研究进行了统计学分析,探究了可能的神经影像生物标志物。针对s MRI数据,采用Meta分析方法探究了婴幼儿全脑组织体积与自闭症的关系,Meta分析的结果表明自闭症婴幼儿的全脑组织体积明显增大,且全脑组织体积与自闭症具有显著的统计学关联,因此其可以作为婴幼儿自闭症早期诊断的生物标志物。针对f MRI和DTI数据,采用统计分析的方法,对婴幼儿自闭症可能的生物标志物进行了研究。其中基于f MRI数据的分析结果表明自闭症婴幼儿在早期已经出现了语言、社交等脑区的异常功能连接变化;基于DTI数据的分析结果表明自闭症婴幼儿的脑白质纤维束及其结构、白质网络效率等都出现了异常变化。因此,婴幼儿全脑组织体积,不同脑区间的功能连接,白质结构、纤维束和网络效率等的异常变化是自闭症早期诊断有力的神经影像生物标志物。