【摘 要】
:
目的:特发性震颤(essential tremor,ET)是最常见的神经性运动障碍疾病之一。由于缺乏客观有效的神经生物标志物,目前ET的诊断主要依赖于临床症状的评估。大量研究发现ET患者存在广泛的脑功能连接异常,但以往研究都是基于群体组水平,尚不能应用于个体化ET诊断。近年来,机器学习(machine learning)方法提供了一种个体化诊断的新思路,本研究旨在采用机器学习方法评估以静息态脑功能
论文部分内容阅读
目的:特发性震颤(essential tremor,ET)是最常见的神经性运动障碍疾病之一。由于缺乏客观有效的神经生物标志物,目前ET的诊断主要依赖于临床症状的评估。大量研究发现ET患者存在广泛的脑功能连接异常,但以往研究都是基于群体组水平,尚不能应用于个体化ET诊断。近年来,机器学习(machine learning)方法提供了一种个体化诊断的新思路,本研究旨在采用机器学习方法评估以静息态脑功能连接(resting-state functional connectivity,RSFC)矩阵数据作为输入特征对ET和健康对照者(healthy controls,HCs)分类的可行性。方法:本研究共纳入127名ET患者和120 HCs进行了磁共振功能成像(resting-state functional magnetic resonance imaging,Rs-f MRI)扫描,所有受试者Rs-f MRI数据预处理过后,采用AAL3模板将全脑分割为164个感兴趣区。通过计算可得到每个受试者的功能连接矩阵并提取RSFC特征(13366个特征),并以7:3的比例将所有受试者划分为训练集和测试集。为了防止维度灾难、优化分类模型和防止模型过拟合,使用曼惠特尼U检验和最小绝对收缩和选择算子(LASSO)回归模型进行特征降维、筛选后,最终有44个RSFC特征用于ET和HCs的分类。本研究使用4种分类算法包括随机森林、梯度提升决策树、支持向量机和朴素贝叶斯算法识别ET,将在训练集上拟合优化好的分类模型应用于测试集进行评估。结果:分类结果显示,支持向量机、随机森林、梯度提升决策树和朴素贝叶斯算法均获得良好的分类效果,准确率分别为90.67%,89.33%,86.67%和76.00%,具有高贡献度的分类特征主要位于小脑-丘脑-皮层通路。相关性分析显示,其中有2个RSFC特征与震颤频率呈正相关,4个RSFC特征与震颤严重程度呈负相关。结论:本研究结果表明,基于静息态功能连接分析的机器学习方法对ET和HCs具有良好的分类效果,对分类模型具有高贡献度的辨别性特征主要位于经典震颤网络,也涉及非运动网络或区域。本研究不仅在静息态功能连接的角度进一步揭示了ET相关的脑网络发病机制,而且可以帮助临床建立潜在的影像学标志物,并且,部分RSFC特征可解释ET的部分震颤临床症状,这将为利用机器学习对ET临床症状的预测奠定基础。
其他文献
<正>我是一名三年级的小学生,在美丽的校园里学习。我和爸爸妈妈住在高高的楼里,每天上下学要走两趟那条熟悉的路,都是妈妈开着汽车接送。那看不到头的路上有数不胜数、五颜六色的汽车,像是一些彩虹正在赛跑。我想起更小的时候,我们家门前的马路很窄很窄,当两辆汽车相遇时,只能一辆靠边停,等对面车辆驶过,才能继续行驶。在乡下,汽车是无法开到家门口的,每次回家,
目的:明确出生前及出生后早期母代高脂饮食(HFD)对后代脂代谢的影响,进一步澄清母代HFD对后代肥胖发病机制的代谢编程的关键发育窗口时期。方法:雌性小鼠给予低脂饮食(LFD)或HFD 8周,直至分娩。在哺乳期,产前LFD喂养的母鼠分为两组,一组改为HFD喂养,而另一组继续LFD喂养;而产前HFD喂养的母鼠在哺乳期继续维持HFD喂养。雄性后代在出生后第21天(P21)离乳,然后喂养LFD或HFD7周
目的:抑郁症(DSM-5:Major Depressive Disorder,MDD,又称重性抑郁障碍),是一种以情绪低落、兴趣减退等为主要表现的心境障碍。然而该疾病诊断却仍基于临床表型,缺乏客观有效生物标记物。研究表明,表观遗传修饰机制的提出为抑郁症的发生提供了新的研究方向,即疾病发生与发展过程可以通过环境-基因相互作用,环境调节基因表达。而DNA甲基化作为表观遗传修饰较早发现且稳定常见的部分,
现代年轻人对于传统文化的认识日趋淡薄,对古文字的演变知之甚少,该文结合现代年轻人大众的娱乐方式,设计了一款与中华传统文化息息相关的VR解谜类游戏。在VR虚拟现实世界中,参考五行,“金、木、水、火、土”层层解密,过关斩将,通过拼字、猜字谜、拼图等各种VR小游戏,逐步探索甲骨文、金文、篆文、隶书、楷书的演变过程,为了解传统文化的博大精深起到抛砖引玉的作用。
背景:前庭症状在慢性偏头痛(chronic migraine,CM)患者中很常见,然而,偏头痛相关的前庭症状的机制仍不清楚。降钙素基因相关肽(calcitonin gene-related peptide,CGRP)及其受体,降钙素受体样受体(calcitonin receptor-like receptor,CLR)和受体活性修饰蛋白1(receptor activity modifying p
背景:气道尺寸的定量测量有助于气道相关疾病的精准诊断与个体化治疗,而目前关于成年人气道尺寸的研究尚有不足,气道尺寸的测量方法也存在较多缺陷,快速发展的定量CT技术在气道形态学参数测量领域存在固有优势。本研究旨在研发一款能够自动定量分析气道形态学参数的软件,并将其应用于中国成年人的大气道各形态学参数的测量。方法:软件研发采用医企合作模式,支气管树分割主要基于改良的区域生长算法。通过3个3D打印气道体
背景:脑出血(Intracerebral hemorrhage,ICH)是一类严重危害中国人健康的急性脑血管卒中,在所有卒中类型约占10%到20%,以治愈率低、死亡率高、致残率高为特点。有40%到50%的患者在患病后30天内死亡,超过半数患者出院后遗留严重残疾。高龄作为常见的ICH危险因素,与不良预后独立相关,既往研究发现不同年龄段的ICH群体脑内有显著不同的病理改变,但其内部分子机制尚不清楚。方
背景:作为一种复杂而又严重的神经精神疾病,重度抑郁症(Major depressive disorder,MDD)的机制尚不清楚。除了遗传性因素外,许多证据表明MDD与慢性应激密切相关。杏仁核是参与情绪和动机产生的关键脑区,在面对各类应激时发挥重要作用。然而,MDD中杏仁核的作用研究较少,因此研究慢性应激下的杏仁核分子改变对理解MDD的发病机制是必要的。目的:构建慢性束缚应激(Chronic re
背景:既往研究发现大部分皮肤问题与紫外线(ultraviolet,UV)照射有着或多或少的联系,不管是表皮还是真皮都可能受到了不同程度的影响。每次暴露在阳光下,我们的皮肤就会离光老化更近一步,最终导致不可逆转的后果。热休克蛋白27(heat shock protein 27,HSP27)是参与细胞生长、自噬、凋亡、耐药,有关肿瘤发生和转移的重要蛋白。有证据表明,机体受到各种内外环境因素引起的应激(
目的:探究皮层下缺血性血管病(subcortical ischemic vascular disease,SIVD)患者脑网络枢纽的功能连接强度(functional connectivity strength,FCS)和脑血流(cerebral blood flow,CBF)表现特征以及与其认知功能障碍的关系。材料与方法:对30例皮层下血管性认知功能障碍(subcortical vascular