บทคัดย่อวัตถุประสงค์การศึกษาเครือข่ายสมองตามรัฐวางตัวทำงานแม่เหล็กสั่นพ้องภาพ (fMRI) ได้ให้แนวโน้มผลการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงในการเชื่อมต่อระหว่างภูมิภาคต่าง ๆ สมองเนื่องจากโรค ทฤษฎีกราฟได้อย่างมีประสิทธิภาพสามารถลักษณะด้านต่าง ๆ ของเครือข่ายสมอง โดยการคำนวณวัดรวมและแบ่งแยกวิธีการในการศึกษานี้ เรารวมวิธีทฤษฎีกราฟกับเครื่องขั้นสูงเรียนรู้วิธีการเรียนแก้ไขเครือข่ายทำงานสมองในผู้ป่วยโรคอัลไซเมอร์ (AD) สนับสนุนเครื่องแบบเวกเตอร์ (SVM) ถูกใช้เพื่อสำรวจความสามารถของกราฟวัดในการวินิจฉัยของโฆษณา เราใช้วิธีการของเรากับข้อมูลสถานะพัก fMRI ยี่สิบป่วย AD และยี่สิบอายุและเพศตรงกับชื่อเรื่องสุขภาพ มี preprocessed ข้อมูล และกราฟของแต่ละหัวข้อถูกสร้าง โดย parcellation ของสมองทั้งหมดในภูมิภาคทั้งหมด 90 ใช้แบบอัตโนมัติกายวิภาคการติดฉลาก (AAL) แอตลาส วัดกราฟที่คำนวณแล้ว และใช้เป็นรับการจำแนกลักษณะการทำงาน แยกเครือข่ายตามลักษณะการทำงานมีเลี้ยงกับอัลกอริทึมเลือกคุณลักษณะต่าง ๆ การเลือกคุณลักษณะที่สำคัญที่สุด นอกจากการเรียนรู้วิธีการ เครื่องวิเคราะห์ทางสถิติที่ดำเนินการบนเมทริกซ์การเชื่อมต่อการค้นหารูปแบบการเชื่อมต่อการเปลี่ยนแปลงในผู้ป่วยที่มีการโฆษณาผลลัพธ์ใช้คุณลักษณะที่เลือก เราถูกต้องแม่นยำจัดประเภทผู้ป่วยที่ มีโฆษณาจากเรื่องสุขภาพ มีความแม่นยำ 100%บทสรุปผลการศึกษานี้แสดงว่า การจำแนกลวดลายและกราฟของเครือข่ายในสมอง โดยที่พักข้อมูลสถานะของ fMRI สามารถได้อย่างมีประสิทธิภาพช่วยในการวินิจฉัยของโฆษณาความสำคัญการจัดประเภทตาม fMRI รัฐอย่างสามารถใช้เป็นเครื่องมือที่ไม่ทำลายธรรมชาติ และโดยอัตโนมัติเพื่อการวินิจฉัยโรคอัลไซเมอร์คำสำคัญรัฐที่เหลือทำงานแม่เหล็กสั่นพ้องภาพ (เอส-fMRI); โรคอัลไซเมอร์ (โฆษณา); ทฤษฎีกราฟ เครื่องเรียนรู้ วิเคราะห์ทางสถิติ1. บทนำโรคอัลไซเมอร์ (AD) เป็นชนิดพบมากที่สุดโรคสมองเสื่อม (60 – 80% ของกรณีคนเก่า (Reitz et al., 2011) จุด neuropathological ของ AD จะสะสม plaques แอมีลอยด์βและที่เกี่ยวข้องกับเต่า neurofibrillary tangles (Blennow และ al., 2006 และ Holtzman et al., 2011) รัฐวางตัวทำงานแม่เหล็กสั่นพ้องภาพ (อาร์-fMRI) เป็นวิธีไม่ทำลายธรรมชาติที่ใช้สำหรับตรวจจับโฆษณา FMRI รัฐวางตัวเป็นตามความผันผวนของความถี่ต่ำอยู่ (< 0.1 Hz) ในเลือดออกซิเจนขึ้นอยู่กับระดับ (ตัวหนา) สัญญาณ (Biswal และ al., 1995) สถานะการวางเครือข่าย (RSNs) จะถูกกำหนด โดยตรวจสอบการเปิดใช้งานแบบซิงโครนัสของตัวหนาสัญญาณระหว่างสมองทั้งภูมิภาค (Lee et al., 2013) โรคสมองต่าง ๆ อาจมีผลต่อ RSNs เครือข่าย โหมดเริ่มต้นก่อน ระบุโดย Raichle et al. (2001), เกี่ยวข้องในการโฆษณา pathophysiology (Greicius et al., 2004 และคอ et al., 2012)อัตโนมัติการวินิจฉัยโรคสมอง rs fMRI ใช้ได้ตรวจสอบ โดยศึกษาหลายปีที่ผ่านมา (Chen et al., 2011, Brier et al., 2012 หลิว et al., 2015 ถัง et al., 2013, Hoekzema et al., 2014 และเซนเซง et al., 2014) วิธีทั่วไปสำหรับการจัดประเภทของผู้ป่วยที่มีโฆษณา (Chen et al., 2011), ใส่เข้าร่องเข้ารอยขาดดุล (ภาระผูกพัน) (Hoekzema et al., 2014), ใหญ่ (เซนเซง et al., 2014), ภาวะซึมเศร้าโรควิตกกังวลทางสังคม (หลิว et al., 2015), และโรคบุคลิกภาพ antisocial (Tang et al., 2013) จากหัวข้อปกติ มีการ ใช้ค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ของภูมิภาคแพร์ไวส์คอย (ROIs) จำนวนมาก อีกวิธีสำหรับการระบุผู้ป่วยจากเรื่องปกติถูกใช้ averaged สัมพันธ์แพร์ไวส์เป็นกลยุทธ์การลดข้อมูล (Brier et al., 2012) อย่างไรก็ตาม วิธีการเหล่านี้ได้ไม่มีประสิทธิภาพในการจัดประเภทของผู้ป่วยจากเรื่องปกติเนื่องจากของเครือข่ายทั้งสมองถูกละเว้นในการศึกษานี้ เนื่องจากสมองเป็นระบบซับซ้อนสูง (Passingham et al., 2002 และ Sporns et al., 2005), เปิดเผยกลไกของโรคสมอง โดยศึกษาเฉพาะสหสัมพันธ์อาร์เอส fMRI ระหว่างส่วนต่าง ๆ ของสมองได้อย่างมีประสิทธิภาพ การวิเคราะห์ที่ซับซ้อนมากขึ้นของสมองที่จำเป็นสำหรับกิจกรรม intrinsic คุณสมบัติของระบบที่ซับซ้อนสามารถ quantified อย่างเพียงพอ โดยใช้ทฤษฎีกราฟ กราฟทฤษฎีแบบจำลอง interrelationships (แสดง โดยขอบ) ระหว่างภูมิภาคสมอง (แสดง โดยโหน) และประเมินสถานะของเครือข่ายสมองใช้มาตรการต่าง ๆ (Bullmore และ Sporns, 2009) มันได้ถูกแสดงในการศึกษาต่าง ๆ ว่าทฤษฎีกราฟมีความสำคัญในการระบุมาตรการเครือข่ายโรคทางจิตเวช และระบบประสาท (Bassett et al., 2008, Bassett และ Bullmore, 2009, Lynall et al., 2010 แวนเดน Heuvel et al., 2010 วัง et al., 2010 และเตียว et al., 2011)แม้ มีความสำเร็จที่ดีของการเรียนรู้ของเครื่องในการวินิจฉัยโรค ประเภทอัตโนมัติของโฆษณาจากเรื่องปกติใช้ rs-fMRI ข้อมูลได้รับความสนใจน้อยจากนักวิจัย neuroimaging (Wang et al., 2006a, Chen et al., 2011 ไดเอ็ด al., 2012 เตียว et al., 2012 และ Li et al., 2013) นอกจากนี้ การศึกษานี้ได้ใช้ discriminant จำกัดคุณลักษณะเช่นค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ระหว่างสมองเฉพาะภูมิภาค (al. et วัง 2006a และ Chen et al., 2011), ภูมิภาค homogeneity (ReHo), และคลื่นของความถี่ต่ำผันผวน (ALFF) (al. et ได 2012 และเตียว et al., 2012) ในการศึกษาอื่น จำกัดจำนวนมาตรการเครือข่ายสมองถูกจ้างเป็นลักษณะ discriminative (Li et al., 2013) อย่างไรก็ตาม ศึกษาเหล่านี้ได้ไม่บรรลุประสิทธิภาพที่ดีเนื่องจากคุณลักษณะการใช้งานในการศึกษานี้พิจารณาเฉพาะคุณสมบัติเฉพาะ และละเว้นของสมองทั้งหมดเท่านั้นThe main contribution of the current study is to propose an automated and accurate method for classification of patients with AD from healthy subjects. We performed a significance analysis to find significant correlations in healthy control subjects and patients with AD. Then we compared these correlations to find the alterations in functional connectivity of brain regions during AD. The classification method used in this study consisted of four modules, namely, preprocessing, feature extraction, feature selection and classification. The feature extraction module, is based on a diverse set of segregation, integration, and local brain network measures. Another novelty of our study is related to the feature selection module which selects the most relevant and informative feature of an original feature set and improves the accuracy of the final classification. Several feature selection algorithms have been investigated and the best one selected for subsequent analysis. Each algorithm sorts the original feature set according to its discrimination ability. In the classification module, we have used the support vector machine (SVM) as the learning algorithm. The SVM has been received a lot of attention in bioinformatics applications, due to the its accuracy, ability to handle high-dimensional data, and flexibility in modeling diverse sources of data (Schölkopf et al., 2004 and Noble, 2006). We hypothesized that the proposed approach in the current study can accurately discriminate healthy subjects from patients with AD. In addition, the selected features in feature selection module and the statistical analysis provide information about functional alteration due to the AD.2. วิธี2.1. เรื่องผู้ป่วย 20 โฆษณา (อายุเฉลี่ย 74.9 ปี หญิง 10) และยี่สิบตรงอายุสุขภาพควบคุม (อายุเฉลี่ย 75.1 ปี หญิง 10) จากฐานความคิดริเริ่ม (ADNI) neuroimaging โรคอัลไซเมอร์ (ส่วน http://adni.loni.ucla.edu) ได้วิเคราะห์ในการศึกษานี้ ข้อมูลสำหรับการศึกษานี้ได้เลือกตามความพร้อมของรัฐวางตัว fMRI datasets สำหรับจับคู่อายุสุขภาพปกติหัวเรื่องและผู้ป่วยที่ มีการโฆษณา ผู้ป่วยที่ มีโฆษณา และ 14 – 26 คะแนนสอบรัฐมินิจิต (MMSE) และแบบคลินิกสมองเสื่อมจัดอันดับ (CDR) 0.5 หรือ 1.0 ตามชาติสถาบันของระบบประสาท และ โรคหลัก และโรคหลอดเลือดสมอง และโรคอัลไซเมอร์ และที่เกี่ยวข้องกับสมาคมโรค (NINCDS ADRDA) เกณฑ์การโฆษณาน่าเป็น เรื่องปกติไม่ใช่หดหู่ MCI-ไม่ใช่ และไม่ใช่ demented และ 27 – 30 คะแนน MMSE และ CDR 0 ข้อมูลประชากรของเรื่องที่สรุปในตารางที่ 1
การแปล กรุณารอสักครู่..
