基于FDG-PET腦影像的APOEe4基因攜帶者的代謝研究.pdf

1、腦科學(xué)的主要研究領(lǐng)域在于人腦的結(jié)構(gòu)和功能。圖論分析方法已經(jīng)被普遍應(yīng)用到腦科學(xué)的研究之中。阿爾茨海默病是最常導(dǎo)致癡呆的進(jìn)行性、不可逆的神經(jīng)系統(tǒng)疾病。阿爾茨海默病和輕度認(rèn)知障礙的以往研究較多采用基于圖論的大腦網(wǎng)絡(luò)分析方法。科學(xué)研究者認(rèn)為APOE(Apolipoprotein E)基因與人類認(rèn)知程度，腦影像以及阿爾茨海默病密切相關(guān)。因此，本文通過分析APOE e4基因攜帶者和非攜帶者的FDG-PET(fluorodeoxy glucose p

2、ositron emission tomography)大腦醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)來研究APOE e4基因?qū)Υ竽X代謝的影響。研究采用APOE e4基因攜帶者和非攜帶者的FDG-PET醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)，每組人群分別包含年齡性別匹配的阿爾茨海默病患者、輕度認(rèn)知障礙群體及正常對(duì)照組。本文研究對(duì)所有醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一預(yù)處理及AAL(automated anatomical labeling)腦區(qū)配準(zhǔn)，并采用偏相關(guān)分析構(gòu)建APOE e4基因攜帶者和非攜帶者的

3、大腦代謝網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而進(jìn)行代謝網(wǎng)絡(luò)連接及網(wǎng)絡(luò)屬性分析。研究顯示，兩組群體的代謝網(wǎng)絡(luò)均表現(xiàn)出小世界屬性。且攜帶者的代謝網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出較低的平均類聚系數(shù)。通過分析，研究發(fā)現(xiàn)了6個(gè)具有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的hub腦區(qū)。與APOE e4基因非攜帶者相比，該基因攜帶者的中介值在雙側(cè)腦島(insula)、右側(cè)前扣帶(right anterior cingulate),右側(cè)旁扣帶腦回(right paracingulate gyri)以及左側(cè)楔葉(left cun

4、eus)出現(xiàn)顯著下降，而在左側(cè)旁中央小葉(left paracentral lobule)和左側(cè)赫氏腦回(left heschl gyrus)出現(xiàn)顯著上升。并且該基因攜帶者的代謝網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)出長(zhǎng)距離跨區(qū)功能連接的斷裂和瓦解以及短距離跨區(qū)功能連接的聚集現(xiàn)象。研究結(jié)果顯示APOE e4基因攜帶者與阿爾茨海默病患者在FDG代謝模式上具有相似的變化趨向，進(jìn)一步支持了APOE e4基因加劇阿爾茨海默病轉(zhuǎn)化風(fēng)險(xiǎn)這一觀點(diǎn)。
　　本文研究表明APOE

5、 e4基因會(huì)加劇阿爾茨海默病的患病風(fēng)險(xiǎn)，且目前阿爾茨海默病的早期診斷和轉(zhuǎn)化預(yù)測(cè)是研究重點(diǎn)。因此，探索APOE基因信息對(duì)疾病早期診斷的應(yīng)用以及更好的疾病預(yù)測(cè)方法顯得十分重要。所以，本文研究將計(jì)算機(jī)科學(xué)與醫(yī)學(xué)影像的早期臨床診斷進(jìn)行結(jié)合研究并在輕度認(rèn)知障礙群體和正常對(duì)照組之間進(jìn)行了SVM(Support Vector Machine,支持向量機(jī))分類器的相關(guān)分類研究。本文研究將大腦醫(yī)學(xué)影像的代謝模式與APOE基因信息作為特征對(duì)分類器進(jìn)行訓(xùn)練。