静息态功能磁共振成像功能连接特异性指数模型在评估健康老年人认知分数中的应用

发布时间：2021-08-03 22:08

　　与传统量表法和任务态功能磁共振成像（fMRI）相比,静息态功能磁共振（rfMRI）在认知功能检测上有很大优势（特别是针对老年人）,但脑老化功能影像学标记尚在探索中。提出功能连接特异性指数模型,试图与健康壮年人对照,分析健康老年人脑功能特异性,寻求区分认知分数的功能影像学指标,探索其分类认知分数优差的可能性,为替代提供研究基础。实验数据来自98名健康老年人和90名健康壮年人,前者来源于葡萄牙健康老年人认知功能的队列研究,在rfMRI扫描前,在认知量表测试分数最优和最差中,分别选出55名和43名作为实验组;后者数据来自哈佛医学院GSP影像组学,年龄在18～35岁之间,在rfMRI扫描前的认知功能评价分数居中,作为对照组。首先,对rfMRI预处理后,计算每人全脑功能连接,构建以脑区为单位的功能连接特异性指数模型,分析老年人脑功能连接与壮年人的偏移程度,统计、对比获得对优、差分数敏感的标志性脑区;然后,以其特异性指数值形成特征向量;最后,应用概率神经网络（PNN）模型对优、差分数组进行分类和N折交叉验证以检验所建指数模型的分类能力。健康老年人脑功能连接特异性指数模型可定位于健康老年人认知分数敏... 

【文章来源】：中国生物医学工程学报. 2020,39(06)北大核心CSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

PNN模型结构

图2给出了健康老年人组及健康壮年人组的全脑功能连接，可见依靠该图来精确定位老年人对认知分数差异性的脑区是比较困难的，但可定性直观到老年人认知分数优组与壮年组全脑功能连接分布相似度高于老年人分数差组的，老年人认知分数优组和差组在前额叶到额中回(AAL1～7)、颞顶(AAL79～90、AAL59～62)附近以及枕叶皮层(AAL49～54)附近可定性观察到差异。2.2 标志性脑区

图3显示了43名认知分数差和55名认知分数优的健康老年人脑Zs,i在组间差值的散点图。由图可见差异比较显著的前5个脑区，即AAL60、AAL83、AAL1、AAL59和AAL56脑区，如红点所示，可作为标志性脑区。这些区域分别为额叶(额叶位于大脑的前部，有4个主要的脑回，即中央前回、额上回、额中回及额下回)的中央前回(AAL1)、顶叶(顶叶分前中后区:前区:顶额联合区;中区:顶颞联合区;后区:顶枕联合区)的顶前回和顶后回(AAL59和AAL60)、颞叶(颞上沟、颞中沟、颞下沟将颞叶分为颞上回、颞中回、颞下回，颞上回的尾端斜行卷入外侧裂为颞横回，颞下沟与侧副裂之间为梭状回，侧副裂与海马裂之间为海马回，海马回钩位于小脑幕之上，靠近小脑幕切迹的边缘)的梭状回(AAL56)和颞上回(AAL83)。统计P值结果，如表1所示，可见在5个标志性脑区中，认知分数优差两组数据显著性差异的P值都小于0.05，表明特异性差值在标志性脑区存在显著性差异。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于中心化自动加权多任务学习的早期轻度认知障碍诊断[J]. 成妮娜,肖小华,胡火有,杨鹏,汪天富,雷柏英.  中国生物医学工程学报. 2019(06)
[2]基于复杂网络的磁刺激内关穴脑皮层功能连接分析[J]. 尹宁,代扬杨,生晖,徐桂芝.  中国生物医学工程学报. 2019(06)
[3]基于MRI的认知相关的脑宏观-微观结构变化模式研究综述[J]. 吴琼,陈元园,赵欣,明东.  中国生物医学工程学报. 2019(01)



本文编号：3320419