探究多个因素对脑结构影像以及脑代谢影像的交互影响一直都是脑影像科学研究的重要手段之一,二因素方差分析(two-way ANOVA)也已经被广泛的应用到脑影像科学的研究当中。对于脑影像研究,以往的工作多聚焦于脑区的平均代谢强度,借助图论属性来分析脑网络的组间差异性,而由多个因素引起的复杂组间交互效应以及体素级别的脑代谢效应分析却较少有研究者关注。最近的研究表明,APOE(Apolipoprotein E,载脂蛋白E)基因和CLU(Clusterin,聚集素)基因与人类的认知水平,特定脑区域的结构异常以及人类阿尔兹海默病密切相关。APOE和CLU是阿尔兹海默病的两大风险基因,因此,探究这两个风险基因对被试的脑结构是否存在交互影响就显得尤为重要。基于以上的背景,本文的研究工作主要分为以下两个部分:本文的第一部分工作中为了研究性别和癌症两个因素对全脑体素代谢的影响,做了性别、癌症因素对全脑代谢影响的方差分析实验。我们选取了49名确诊时间在一年以内的治疗前癌症患者和48名性别和年龄均能匹配的正常对照(Normal control,NC),对其FDG-PET脑代谢影像进行体素级别的二因素方差分析。接着,以得到的主效应、交互效应区域为感兴趣区域(Region of interest,ROI)与癌症患者的抑郁量表做相关性分析。结果表明癌症主效应主要存在于被试的额上回和顶叶;性别主效应主要存在于被试的颞下回和小脑后叶;二因素的交互效应主要存在于被试的额上回。这意味着,在癌症患者的全脑代谢中,有部分区域是受癌症因素主要影响,部分区域受性别因素主要影响,还有一部分区域的脑代谢强度是受两个因素共同影响的。本文相关性分析的结果表明,在方差分析实验提取的ROI中,存在着与这些癌症患者抑郁量表显著相关的体素簇,这些体素簇主要分布于额上回、顶上回、楔叶以及颞下回。这意味着在癌症患者的大脑中存在一些体素聚成的簇,这些体素的代谢强度受癌症和性别两个因素共同影响,同时这些体素的代谢强度又与被试外在表现出的抑郁程度显著相关,以上结果证明了癌症患者的一些区域的脑代谢和患者的抑郁程度均受到性别、癌症这两个因素共同影响这一观点;这些存在代谢异常的区域在临床诊断与疾病护理中应当被额外关注。在本文的第二部分工作中,我们进行了APOE、CLU风险基因对特定脑结构影响的方差分析实验。我们从ADNI数据库中选取了294名有基因数据的被试,计算了他们的海马体、杏仁核体积,以及海马体、杏仁核的表面特征。接着我们使用方差分析的方法来探究APOE和CLU这两个风险基因与被试的海马体和杏仁核结构指标是否存在显著的交互效应。实验结果显示,在体积方面,CLU风险基因对被试的杏仁核体积具有显著的主效应;在表面特征方面,CLU基因对被试的海马体与杏仁核表面特征具有显著的主效应,APOE基因仅对被试的海马体表面特征有显著主效应,两个风险基因的交互效应也仅存在于被试的海马表面特征中。我们的研究结果表明,受APOE和CLU风险基因影响,被试的表面特征会先于被试的海马体、杏仁核体积发生变化,被试的海马体以及杏仁核的表面特征应当作为阿尔兹海默症的早期生物学标记而在临床中被额外注意。