本文關鍵詞：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】：腦科學的主要研究領域在于人腦的結(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。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 positron 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,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 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 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。在進行留一交叉驗證后,我們的最高分類準確率能夠達到86.1%。
【關鍵詞】：阿爾茨海默病 輕度認知障礙 大腦代謝網(wǎng)絡 支持向量機 APOE e4基因 FDG-PET
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R817;R749.1
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 認知科學的發(fā)展9
• 1.2 APOE基因介紹9
• 1.3 阿爾茨海默病和輕度認知障礙介紹9-10
• 1.4 FDG-PET醫(yī)學影像介紹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比分析13-19
• 2.1 代謝對比分析方法13
• 2.2 研究對象13-16
• 2.2.1 ADNI數(shù)據(jù)庫13-14
• 2.2.2 研究數(shù)據(jù)說明14-15
• 2.2.3 數(shù)據(jù)分組說明15-16
• 2.3 數(shù)據(jù)采集和預處理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)絡的小世界屬性分析19-36
• 3.1 大腦代謝網(wǎng)絡19-21
• 3.1.1 小世界網(wǎng)絡介紹19
• 3.1.2 功能網(wǎng)絡的構(gòu)建19-20
• 3.1.3 腦網(wǎng)絡的圖論研究20-21
• 3.2 小世界網(wǎng)絡屬性分析21-22
• 3.3 腦網(wǎng)絡節(jié)點的中介值計算22
• 3.4 統(tǒng)計學方法的應用22-24
• 3.5 研究結(jié)果24-32
• 3.5.1 相關系數(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)絡的hub腦區(qū)28-29
• 3.5.4 APOE e4基因攜帶者大腦代謝網(wǎng)絡中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)絡屬性的結(jié)果綜述32-33
• 3.6.2 小世界網(wǎng)絡屬性33-34
• 3.6.3 APOE e4基因攜帶者大腦代謝網(wǎng)絡中介值的異常變化34-36
• 第四章 APOE e4基因攜帶者腦網(wǎng)絡的功能連接分析36-40
• 4.1 腦網(wǎng)絡功能連接的方法介紹36
• 4.2 實驗對象和實驗設計36-37
• 4.3 腦網(wǎng)絡功能連接的研究結(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)學影像的分類器選擇40-41
• 5.2 實驗對象和實驗設計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46-48
• 6.1 本文研究工作總結(jié)46
• 6.2 未來研究工作展望46-48
• 參考文獻48-52
• 在學期間的研究成果52-53
• 致謝53

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  本文關鍵詞：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。

本文編號：265509