Page 77 - 南京医科大学学报自然科学版

第42卷第4期 智丽萍，祝 昭，袁 敏. 融合影像、神经认知评价和生物标志等多模态数据预测阿尔兹
2022年4月 海默症进展阶段及转化［J］. 南京医科大学学报（自然科学版），2022，42（4）：522-528 ·527 ·

表5 基于不同来源数据模型预测MCI转化的指标
Table 5 Prediction evaluation on MCI conversion based on multiple data sources
模型 准确率（%） 查准率（%） 召回率（%） F1得分（%） AUC（%）

模型1 86.69 73.71 54.74 61.94 89.21
模型2 81.17 62.98 30.58 39.87 77.46
模型3 90.77 81.17 73.16 76.20 93.26
模型4 86.24 71.82 58.72 63.80 90.82
模型5 90.32 78.84 74.78 76.04 94.06

认知量表数据能最大限度地提高准确率，从86.69% 型。本文建立二分类 Logistic 回归对疾病发展阶
提高到了 90%以上。生物标志数据似乎对模型的 段 进 行 两 两 分 类 预 测 的 同 时 也 采 用 了 多 分 类
分类性能没有提升作用。整合3个来源数据对于转 Logistic 回归模型对疾病发展的 3 个阶段同时分
化状态进行分类得到最高的AUC值94.06%（使用脑 类。对 ADNI 数据分析的结果显示，两两分类预测
图像特征数据的AUC为89.21%）。 的效果比同时分类的效果好。临床医生诊断AD时
通常既要参考多种神经影像检查结果，也要参考神
3 讨 论
经学检查结果。本文将 MRI 影像与临床检查数据
AD 是常见的痴呆之一，一般在老年人群中 相融合，通过建立 Logistic 回归模型，提高了仅依赖
发病。据世界卫生组织 (WHO) 发布的最新统计， 于影像数据预测疾病状态的准确率。在公开数据
至 2050 年，全球 60 岁以上人口比例将从 2019 年 集 ADNI 上通过大量实验表明，基于整合脑图像数
的约 11%增至 22% ［1］ ，全球 AD 患者数将由目前 据和传统神经认知量表等多模态数据对AD的诊断
［2］
的 5 000 万增加到 1.52 亿 。根据 2020 年中国第 效果表现较好，在 AD 的早发现中具有一定优势。
七次全国人口普查结果，我国 60 岁及以上人口为 本文在影像数据分析中融入临床量表及重要生物
26 402 万人，占总人口数的 18.70%（其中 65 岁及以 标志物测量信息进行综合评判，为 AD 的早期辅助
上人口为 19 064 万人，占 13.50%）。与 2010 年相 诊断研究提供新思路和新算法。
［14］
比，60 岁及以上人口的比重上升 5.44% 。截至 ［参考文献］
2020年，我国AD人数已超过1 000万，居世界首位，
［1］ ALZHEIMER’S ASSOCIATION. 2021 Alzheimer’s dis⁃
并且每年以30万以上新发病例快速增长，已成为影
ease facts and figures［J］. Alzheimers Dement，2021，17
响我国社会经济发展的重大公共卫生健康问题和
（3）：327-406
社会问题 。
［15］
［2］ PORSTEINSSON A P，ISAACSON R S，KNOX S，et al.
根据最新痴呆数据统计，AD 的发病率和死亡 Diagnosis of early Alzheimer’s disease：clinical practice
率均在逐年增加，严重影响了患者及其家属的生 in 2021［J］. J Prev Alzheimers Dis，2021，8（3）：371-386
活。目前仍然没有完全治愈 AD 的药物和方案，但 ［3］ 陈 玖. 基于神经影像特征的遗忘型轻度认知损害患
是通过对患者精心照顾，锻炼其认知能力可以延缓 者痴呆转化模型构建与临床应用研究［D］. 南京：东南
疾病的发生发展进程 ［16-18］ 。如果MCI患者得到有效 大学，2017
的治疗和照顾，也可能完全康复。对于医院来说， ［4］ 张 筱，袁欣瑞，朱 瑞，等. 简易智能精神状态量表和
经验丰富的神经影像科医生时间和精力均有限，并 蒙特利尔认知评估量表差值在老年期痴呆鉴别诊断中
且基层医疗机构专业人才匮乏，所以亟需一种简单 的价值［J］. 中华老年医学杂志，2015，34（5）：494-497
［5］ LOVESTONE S，FRANCIS P，KLOSZEWSKA I，et al.
高效且正确率高的辅助诊断方法帮助医生对AD患
AddNeuroMed⁃the European collaboration for the discov⁃
者做出全面诊断 ［19］ 。随着国家医疗技术的发展和
ery of novel biomarkers for Alzheimer′s disease［J］. Ann
进步，多种现代数字化医学图像采集设备在医院的
N Y Acad Sci，2009，1180：36-46
普及，医院日常获取的影像数据巨大，结合计算机
［6］ FORMAN S D，COHEN J D，FITZGERALD M，et al. Im⁃
设备和机器学习技术，有望挖掘出一些潜在有用的 proved assessment of significant activation in functional
信息，帮助医生更好地进行疾病的诊断。 magnetic resonance imaging（fMRI）：use of a cluster⁃size
本文基于多来源多模态数据分别对 AD 的发 threshold［J］. Magn Reson Med，1995，33（5）：636-647
展阶段和 MCI 患者是否会向痴呆转化建立回归模 ［7］ PERRIN R J，FAGAN A M，HOLTZMAN D M. Multimod⁃