基于MR分析HPG軸啟動(dòng)對(duì)大腦皮層厚度的影響及其分類(lèi)潛能.pdf

1、目的：
　　探討青春期下丘腦-垂體-性腺軸的啟動(dòng)在腦形態(tài)學(xué)成熟中的作用，初步分析青春期相關(guān)的激素對(duì)這些形態(tài)學(xué)改變的潛在影響。采用多變量模式分析——支持向量機(jī)技術(shù)分析全腦皮層厚度在預(yù)測(cè)HPG軸啟動(dòng)與否中的潛在效能。
　　方法：
　　本研究取得了當(dāng)?shù)貍惱砦瘑T會(huì)的批準(zhǔn)和所有父母或監(jiān)護(hù)人的知情同意。最終納入了53個(gè)HPG軸已啟動(dòng)及25個(gè)HPG軸未啟動(dòng)的共78個(gè)被試。所有被試均為女孩，右利手，均完成了三維高分辨結(jié)構(gòu)磁共振序列掃描

2、，平均年齡8.47±1.08歲。青春期相關(guān)的激素水平通過(guò)GnRH激發(fā)試驗(yàn)獲得。磁共振檢查采用美國(guó)GE公司的3.0TGEHDxt掃描儀完成。本研究采用8通道的線圈，選用3D-FSPGR序列以獲得高分辨的T1圖像（重復(fù)時(shí)間=8.888ms，回波時(shí)間=4.02ms，翻轉(zhuǎn)角=15°，視野=256×256，層厚=1mm，層數(shù)=160層）。采用FreeSurfer軟件包（版本5.3.0，http://surfer.nmr.mgh.harvard.e

3、du/）對(duì)所得結(jié)構(gòu)磁共振數(shù)據(jù)進(jìn)行皮層分割、重建和計(jì)算。組間差異采用FreeSurfer下的圖形界面QDEC中的線性模型進(jìn)行比較分析，將年齡，BMI及全腦體積作為協(xié)變量。采用蒙特-卡羅模擬法實(shí)現(xiàn)多重比較校正，閾值為p＜0.05。再將有差異的腦區(qū)的皮層厚度值提取出來(lái)，采用偏相關(guān)法（以年齡為協(xié)變量）分析青春期相關(guān)的激素的濃度與腦結(jié)構(gòu)改變的關(guān)系?；谥С窒蛄繖C(jī)(SVM)的模式分析采用PROBID軟件包(http://www.brainmap.c

4、o.uk/probid.htm)，以全腦皮層厚度為特征鑒別HPG軸啟動(dòng)與否并評(píng)估其分類(lèi)效能。采用置換檢驗(yàn)評(píng)估結(jié)果是否具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(重復(fù)1000次后，P＜0.005)。由于支持向量機(jī)的計(jì)算需要滿(mǎn)足成對(duì)的匹配，因此本研究在兩組間各選了25個(gè)年齡匹配的被試進(jìn)行計(jì)算。
　　結(jié)果：
　　兩組被試間的LH及FSH濃度存在組間差異(p＜0.05)，E2，PRL和COR等激素的濃度不存在顯著的組間差異。
　　HPG軸啟動(dòng)后的女孩與H

5、PG軸未啟動(dòng)女孩相比，存在一個(gè)皮層厚度增加的區(qū)域，該區(qū)域的頂點(diǎn)位于左側(cè)額上回，向外延伸到額中回的尾部，向后延伸到中央前回;Talairach坐標(biāo)為x=-18.4，y=-8.1，z=54.5;經(jīng)過(guò)蒙特-卡羅校正(p＜0.05)。在右側(cè)大腦半球中未找到有顯著組間差異的區(qū)域。在HPG軸啟動(dòng)后的這組被試中，存在組間差異的腦區(qū)的平均皮層厚度值與血漿FSH的濃度等存在正相關(guān)且存在相關(guān)的濃度包括FSH的最大值(r=0.292，p=0.036)及FSH

6、的AUCg(r=0.282，p=0.043)。其它激素濃度及其相關(guān)測(cè)量值未發(fā)現(xiàn)與該相對(duì)增加的腦區(qū)的皮層厚度值相關(guān)。
　　SVM所測(cè)得皮層厚度參數(shù)區(qū)分兩組被試的準(zhǔn)確度為84.0％（敏感度=80.0％特異度=88.0％），置換檢驗(yàn)顯示分類(lèi)的準(zhǔn)確度有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p≤0.001)。
　　結(jié)論：
　　本研究提示青春期腦發(fā)育成熟過(guò)程的早期存在著與HPG軸啟動(dòng)相關(guān)的皮層厚度的改變，且這種改變與年齡無(wú)明顯相關(guān)，與促性腺激素FSH的濃度