【摘要】：研究背景隨著人口老齡化,年齡相關的認知功能下降成為日益增長的公共健康問題。其發(fā)生機制有多種假說,越來越多研究提供了腦血管病變機制的證據(jù),但病理學研究相對匱乏。已有的腦血管病變與認知功能關系的病理學研究大多探究梗死與認知水平的關系,而對其他腦血管病變缺乏關注。同時,腦血管病理學研究大多停留在有或無的定性描述階段,缺乏定量研究。研究目的本研究旨在探究各種腦血管病(Cerebral vessel disease,CVD)相關病理改變在中國捐獻人腦組織不同腦區(qū)中的分布情況,及其與生前認知功能關系。采用深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡模型對血管病理改變進行識別,并計算相應面積,從而探索腦血管病病理定量評分標準。研究方法本研究共納入中國醫(yī)學科學院北京協(xié)和醫(yī)學院人腦組織庫122例具有臨床信息、ECog認知評分,保存完整的捐獻人腦組織,對12個腦區(qū)分別進行HE染色及GFAP染色,鏡下閱片并根據(jù)改良腦血管病變分期標準對染色結果進行分期打分。利用描述統(tǒng)計及秩和檢驗分析病理改變與臨床認知水平的關系。利用Python構建深度卷積網(wǎng)絡,對輸入樣本進行機器學習和測試,輸出結果與人工識別所得金標準結果比較,優(yōu)化識別模型。研究結果在中國醫(yī)學科學院北京協(xié)和醫(yī)學院人腦組織庫中,診斷血管性癡呆17例,患病率13.94%。腔隙性梗死、小動脈硬化、血管周圍細胞增多、血管周圍間隙增大出現(xiàn)較多。其中腔隙性梗死、血管周圍細胞增多、微出血、小動脈硬化、血管周圍間隙在不同認知水平組中有顯著差異。血管病理分期可能與臨床認知損害存在相關性,ECog總分及各項評分隨腔隙性梗死、小動脈硬化、血管周圍細胞增多、血管周圍間隙增大嚴重程度的增加而上升。腦血管病理改變在合并AD病理改變時加重認知損傷。目前利用深度卷積網(wǎng)絡可識別血管周圍間隙增大,準確率較高。研究結論目前臨床診斷血管性癡呆(Vascular dementia,VaD)敏感度低,凸顯病理診斷血管性癡呆重要性。多種腦血管病理改變可能影響臨床認知水平。腦血管病理改變合并AD病理改變時可加重認知損傷。
【學位授予單位】：北京協(xié)和醫(yī)學院
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：R743;R749.1
【圖文】：

在完成全部的腦組織鏡下閱片后，將存在該病理改變的組織切片相互比較，逡逑按照病變的嚴重程度打分。對于可清晰量化的病理改變（大梗死、腔隙性梗死、逡逑血管周圍間隙增大）采取定量打分（圖１），對于不易量化的病理改變（小動脈逡逑硬化，微出血，血管周圍細胞增多）采取半定量打分，０＝邋“沒有”，１＝邋“輕”，逡逑２＝邋“中”，３＝邋“重”（圖２）。對于定量打分圖像，在圖像處理軟件中用閉合不逡逑規(guī)則多邊形對目標區(qū)域進行描繪，一張圖像中通常有２個不規(guī)則多邊形，如梗死逡逑灶面積和血管橫截面積，兩面積像素點比值為輸出值。大梗死和腔隙性梗死嚴重逡逑程度的量化指標為：梗死面積／血管橫截面積；0＝“沒有”，１＝“梗死面積／血管逡逑橫截面積＜１０”，２＝邋“１０〈梗死面積／血管橫截面積＜２０”，３＝邋“梗死面積／血管逡逑橫截面積＞２０”。血管周圍間隙增大嚴重程度的量化指標為：血管周圍間隙面積逡逑／血管橫截面積。０＝邋“沒有”，１＝邋“血管周圍間隙面積／血管橫截面積Ｓ３”，２＝逡逑“邋３＜血管周圍間隙面積／血管橫截面積＜邋７邋”

血管周圍間隙增大）采取定量打分（圖１），對于不易量化的病理改變（小動脈逡逑硬化，微出血，血管周圍細胞增多）采取半定量打分，０＝邋“沒有”，１＝邋“輕”，逡逑２＝邋“中”，３＝邋“重”（圖２）。對于定量打分圖像，在圖像處理軟件中用閉合不逡逑規(guī)則多邊形對目標區(qū)域進行描繪，一張圖像中通常有２個不規(guī)則多邊形，如梗死逡逑灶面積和血管橫截面積，兩面積像素點比值為輸出值。大梗死和腔隙性梗死嚴重逡逑程度的量化指標為：梗死面積／血管橫截面積；0＝“沒有”，１＝“梗死面積／血管逡逑橫截面積＜１０”，２＝邋“１０〈梗死面積／血管橫截面積＜２０”，３＝邋“梗死面積／血管逡逑橫截面積＞２０”。血管周圍間隙增大嚴重程度的量化指標為：血管周圍間隙面積逡逑／血管橫截面積。０＝邋“沒有”，１＝邋“血管周圍間隙面積／血管橫截面積Ｓ３”，２＝逡逑“邋３＜血管周圍間隙面積／血管橫截面積＜邋７邋”，３＝邋“血管周圍間隙面積／血管橫截面逡逑積＞７或多個”。逡逑１０逡逑

③邐下采樣模塊：先進行池化，然后做兩次卷積，逐步擴大感受野，獲取圖像的逡逑總體特征。逡逑④上采樣模塊：首先將輸入進行一次轉置卷積，然后將它與特征提取過程中對逡逑應的輸出拼接，然后共同進行兩次卷積。每上采樣一次，就和特征提取部分對應逡逑的通道數(shù)相同尺度融合，逐步恢復空間維度和細節(jié)信息（圖３）。逡逑

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本文編號：2780914