基于FDG-PET腦影像的APOEe4基因攜帶者的代謝研究.pdf

1、腦科學的主要研究領(lǐng)域在于人腦的結(jié)構(gòu)和功能。圖論分析方法已經(jīng)被普遍應用到腦科學的研究之中。阿爾茨海默病是最常導致癡呆的進行性、不可逆的神經(jīng)系統(tǒng)疾病。阿爾茨海默病和輕度認知障礙的以往研究較多采用基于圖論的大腦網(wǎng)絡分析方法?？茖W研究者認為APOE(Apolipoprotein E)基因與人類認知程度，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、輕度認知障礙群體及正常對照組。本文研究對所有醫(yī)學影像數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一預處理及AAL(automated anatomical labeling)腦區(qū)配準，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，進而進行代謝網(wǎng)絡連接及網(wǎng)絡屬性分析。研究顯示，兩組群體的代謝網(wǎng)絡均表現(xiàn)出小世界屬性。且攜帶者的代謝網(wǎng)絡呈現(xiàn)出較低的平均類聚系數(shù)。通過分析，研究發(fā)現(xiàn)了6個具有顯著統(tǒng)計學差異的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)絡表現(xiàn)出長距離跨區(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，進一步支持了APOE e4基因加劇阿爾茨海默病轉(zhuǎn)化風險這一觀點。
　　本文研究表明APOE

5、 e4基因會加劇阿爾茨海默病的患病風險，且目前阿爾茨海默病的早期診斷和轉(zhuǎn)化預測是研究重點。因此，探索APOE基因信息對疾病早期診斷的應用以及更好的疾病預測方法顯得十分重要。所以，本文研究將計算機科學與醫(yī)學影像的早期臨床診斷進行結(jié)合研究并在輕度認知障礙群體和正常對照組之間進行了SVM(Support Vector Machine,支持向量機)分類器的相關(guān)分類研究。本文研究將大腦醫(yī)學影像的代謝模式與APOE基因信息作為特征對分類器進行訓練。