發(fā)布時(shí)間：2017-03-24 11:06

  本文關(guān)鍵詞：基于FDG-PET腦影像的APOE e4基因攜帶者的代謝研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：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�？茖W(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(guò)分析APOE e4基因攜帶者和非攜帶者的FDG-PET(fluorodeoxy glucose positron emission tomography)大腦醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)來(lái)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(guò)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 cuneus)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 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。在進(jìn)行留一交叉驗(yàn)證后,我們的最高分類準(zhǔn)確率能夠達(dá)到86.1%。
【關(guān)鍵詞】：阿爾茨海默病 輕度認(rèn)知障礙 大腦代謝網(wǎng)絡(luò) 支持向量機(jī) APOE e4基因 FDG-PET
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R817;R749.1
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 認(rèn)知科學(xué)的發(fā)展9
• 1.2 APOE基因介紹9
• 1.3 阿爾茨海默病和輕度認(rèn)知障礙介紹9-10
• 1.4 FDG-PET醫(yī)學(xué)影像介紹10-11
• 1.5 本文的研究意義11-12
• 1.6 本文的組織結(jié)構(gòu)12-13
• 第二章 APOE e4基因攜帶者與非攜帶者全腦代謝對(duì)比分析13-19
• 2.1 代謝對(duì)比分析方法13
• 2.2 研究對(duì)象13-16
• 2.2.1 ADNI數(shù)據(jù)庫(kù)13-14
• 2.2.2 研究數(shù)據(jù)說(shuō)明14-15
• 2.2.3 數(shù)據(jù)分組說(shuō)明15-16
• 2.3 數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理16
• 2.4 研究結(jié)果16-18
• 2.5 討論及總結(jié)18-19
• 第三章 APOE e4基因攜帶者腦網(wǎng)絡(luò)的小世界屬性分析19-36
• 3.1 大腦代謝網(wǎng)絡(luò)19-21
• 3.1.1 小世界網(wǎng)絡(luò)介紹19
• 3.1.2 功能網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建19-20
• 3.1.3 腦網(wǎng)絡(luò)的圖論研究20-21
• 3.2 小世界網(wǎng)絡(luò)屬性分析21-22
• 3.3 腦網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的中介值計(jì)算22
• 3.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法的應(yīng)用22-24
• 3.5 研究結(jié)果24-32
• 3.5.1 相關(guān)系數(shù)矩陣24-25
• 3.5.2 小世界屬性分析25-28
• 3.5.3 APOE e4基因攜帶者大腦代謝網(wǎng)絡(luò)的hub腦區(qū)28-29
• 3.5.4 APOE e4基因攜帶者大腦代謝網(wǎng)絡(luò)中hub腦區(qū)的異常變化29-32
• 3.6 討論及總結(jié)32-36
• 3.6.1 小世界網(wǎng)絡(luò)屬性的結(jié)果綜述32-33
• 3.6.2 小世界網(wǎng)絡(luò)屬性33-34
• 3.6.3 APOE e4基因攜帶者大腦代謝網(wǎng)絡(luò)中介值的異常變化34-36
• 第四章 APOE e4基因攜帶者腦網(wǎng)絡(luò)的功能連接分析36-40
• 4.1 腦網(wǎng)絡(luò)功能連接的方法介紹36
• 4.2 實(shí)驗(yàn)對(duì)象和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)36-37
• 4.3 腦網(wǎng)絡(luò)功能連接的研究結(jié)果37-38
• 4.4 討論及總結(jié)38-40
• 第五章 APOE基因信息和代謝模式在分類中的研究40-46
• 5.1 醫(yī)學(xué)影像的分類器選擇40-41
• 5.2 實(shí)驗(yàn)對(duì)象和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)41-42
• 5.3 研究結(jié)果42-45
• 5.4 討論及總結(jié)45-46
• 第六章 結(jié)束語(yǔ)46-48
• 6.1 本文研究工作總結(jié)46
• 6.2 未來(lái)研究工作展望46-48
• 參考文獻(xiàn)48-52
• 在學(xué)期間的研究成果52-53
• 致謝53

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本文編號(hào)：265509