Page 142 - 南京医科大学自然版
P. 142

第44卷第6期
               ·878 ·                            南 京    医 科 大 学 学         报                        2024年6月


                  步态障碍是 PD 早期症状之一，严重影响日常                        位和优良的软组织对比，可在分子和网络水平上对
              生活和社会功能。有研究探索患者站立和行走测                             PD进行研究，推动PD的精准诊断 。
                                                                                              ［22］
              试时 130 个平衡和步态特征。手动选择 48 个与临                            PET 脑功能显像，特别是 氟⁃左旋多巴正电
                                                                                            18
                                                                                  18
              床相关的平衡和步态特征进一步分析，来区分 PD                           子 发 射 断 层 成 像（ F⁃fluorodopa⁃positron emission
              和特发性震颤；测试多种 ML 算法（如支持向量机、                         tomography，F⁃DOPA⁃PET），对于明确PD发病机制
                                                                           18
              邻近算法、神经网络等）后，发现神经网络具有最高                           非常有帮助。PD 多巴胺神经元的耗竭在壳核后部
                                                                        ［23］
              的准确率和F⁃score     ［16］ 。另一项研究比较了3种特征               最为严重 。氟代脱氧葡萄糖正电子发射断层成像
              选择和 ML 分类方法，在对 29 例 PD 和 29 例健康对                 （ F⁃fluorodeoxyglucose⁃positron emission tomography，
                                                                 18
              照者进行的20步步行测试中，通过智能手机测量的                           18 F⁃FDG⁃PET）也被应用于 PD 脑代谢网络，验证了
              加速度计和陀螺仪信号来识别PD，采用最小冗余最大                          PD 相关的代谢空间协方差模式              ［24］ 。与正常人群相
              相 关 性（maximum relevance minimum redundancy，       比，PD 患者丘脑、苍白球及脑桥小脑角的葡萄糖
              MRMR）和 具 有 前 向（sequential forward selection，      代谢增高，而额叶运动前区及顶叶皮质代谢活性
              SFS）、后向（sequential backward selection，SBS）传播      减低  ［25］ ，这种代谢模式被称为 PD 相关脑代谢模式
              方向的序列进行特征选择；SFS 和 MRMR 方法将所                      （PD⁃related metabolic covariance pattern，PDRP），为
              选特征的数量从 201 个减少到 4~15 个。朴素贝叶                      PD早期诊断和治疗提供了重要分子标志 。
                                                                                                    ［26］
              斯分类器和 7 个特征的前向传播方法表现最好                                 PD 躯体症状更易被发觉，而解剖学异常改变
             （75.3%） 。这项研究展示了融合智能手机中的惯                          已成为一种辅助诊断。PD 左侧扣带回、距状回、舌
                     ［17］
              性传感器与ML分类方法来识别PD患者的潜力，未                           回灰质体积与正常对照相比较小，目前尚不明确多
              来应扩大样本数据量来进一步验证。                                  巴胺能变性和灰质密度之间是否存在相关性。
                  PD患者还会出现具有呼吸功能的脑区萎缩、呼                         Choi 等 ［27］ 利用 PET/MR评估16例特发性PD患者的
              吸肌功能减弱和睡眠呼吸障碍等症状                  ［18］ ，这些与呼      灰质密度与纹状体多巴胺减少的匹配情况。研究
              吸系统相关症状常出现在临床运动症状出现的多                             发现，在枕叶皮质中，灰质密度与多巴胺减少呈负
              年之前   ［19］ 。Yang 等 ［20］ 提出了一种基于神经网络处              相关，而在小脑、海马旁回和额叶皮质中，灰质密度
              理呼吸信号的AI模型，该模型通过受试者佩戴呼吸                           与多巴胺减少呈正相关，揭示了特定的区域相关模
              带收集呼吸信号或在其睡觉时从身体反射的无线                             式。PD患者脑结构和功能变化可以作为PD辅助诊
              电信号中提取夜间呼吸信号，应用呼吸编码器捕捉                            断的指标。
              呼吸信号中的时间信息，将临时呼吸特征输入两个                                 一体化 PET/MR 是一种理想的多模态检查技
              卷积层，聚合成一个全局特征，通过标准化层生成                            术，结合特异性神经显像剂，揭示特定病理特征。
              特征的注意力得分，进而推断是否为PD患者，并评                           Ruppert 等 ［28］ 结合了 F⁃DOPA⁃PET、F⁃FDG⁃PET、
                                                                                                  18
                                                                                   18
              估疾病的严重程度。虽然这种方法尚未在临床中                             MRI 3 种功能成像，明确纹状体脑功能和代谢水平
              开展应用，但为 PD 患者的远程保健和随访提供了                          在 PD 诊断中的联系和相互作用。研究发现，黑质
              便利并为诊断提供了新思路。                                     纹状体纤维退化损害了PD 患者不同脑区之间的相
                  ML算法和DL网络自动从大量的临床数据和生                         互作用，影响了运动控制。PET/MR验证了脑代谢、
              物标志物数据中选择特征并优化模型，实现 PD 自                          多巴胺神经元功能和数量和神经传导改变在PD 诊
              动化诊断。AI帮助医生及时调整治疗策略，为个性                           断中的有效性，有望阐明PD的病理机制。
              化的诊疗方案提供支持。但是AI在PD诊断中仍是                                PD临床诊断主要依赖于症状和体征，尤其是运
              基于小样本或是封闭数据库研究，大部分AI诊断设                           动症状，这些特征也可能出现在其他神经变性疾病
                                                                  ［29］
              备不够便携，无法满足临床工作的需要。                                中 ，如进行性核上性麻痹（progressive supranuclear
                                                                palsy，PSP）、多系统萎缩（multiple system atrophy，
              2 PET/MR在PD诊断中的应用
                                                                MSA）等。当出现不典型临床特征或治疗效果欠佳
                  PD诊断主要是基于对临床症状和体征的判断，                         时，PET/MR 可进行鉴别诊断。Barthel 等           ［30］ 对临床
              有帕金森征且对左旋多巴制剂反应良好即可诊断                             表现相似的 PD 和 PSP 患者依次进行多巴胺转运体
                   ［21］
              为 PD   。PET/MR 是一种新型的影像诊断设备，结                     单光子发射计算机断层成像（single photon emission
              合正电子发射断层显像和磁共振成像，提供解剖定                            computerized tomography，SPECT）和 F ⁃ FDG ⁃ PET/
                                                                                                 18
   137   138   139   140   141   142   143   144   145   146   147