基于MR分析HPG軸啟動對大腦皮層厚度的影響及其分類潛能.pdf

1、目的：
　　探討青春期下丘腦-垂體-性腺軸的啟動在腦形態(tài)學成熟中的作用，初步分析青春期相關的激素對這些形態(tài)學改變的潛在影響。采用多變量模式分析——支持向量機技術分析全腦皮層厚度在預測HPG軸啟動與否中的潛在效能。
　　方法：
　　本研究取得了當?shù)貍惱砦瘑T會的批準和所有父母或監(jiān)護人的知情同意。最終納入了53個HPG軸已啟動及25個HPG軸未啟動的共78個被試。所有被試均為女孩，右利手，均完成了三維高分辨結構磁共振序列掃描

2、，平均年齡8.47±1.08歲。青春期相關的激素水平通過GnRH激發(fā)試驗獲得。磁共振檢查采用美國GE公司的3.0TGEHDxt掃描儀完成。本研究采用8通道的線圈，選用3D-FSPGR序列以獲得高分辨的T1圖像（重復時間=8.888ms，回波時間=4.02ms，翻轉角=15°，視野=256×256，層厚=1mm，層數(shù)=160層）。采用FreeSurfer軟件包（版本5.3.0，http://surfer.nmr.mgh.harvard.e

3、du/）對所得結構磁共振數(shù)據(jù)進行皮層分割、重建和計算。組間差異采用FreeSurfer下的圖形界面QDEC中的線性模型進行比較分析，將年齡，BMI及全腦體積作為協(xié)變量。采用蒙特-卡羅模擬法實現(xiàn)多重比較校正，閾值為p＜0.05。再將有差異的腦區(qū)的皮層厚度值提取出來，采用偏相關法（以年齡為協(xié)變量）分析青春期相關的激素的濃度與腦結構改變的關系。基于支持向量機(SVM)的模式分析采用PROBID軟件包(http://www.brainmap.c

4、o.uk/probid.htm)，以全腦皮層厚度為特征鑒別HPG軸啟動與否并評估其分類效能。采用置換檢驗評估結果是否具有統(tǒng)計學意義(重復1000次后，P＜0.005)。由于支持向量機的計算需要滿足成對的匹配，因此本研究在兩組間各選了25個年齡匹配的被試進行計算。
　　結果：
　　兩組被試間的LH及FSH濃度存在組間差異(p＜0.05)，E2，PRL和COR等激素的濃度不存在顯著的組間差異。
　　HPG軸啟動后的女孩與H

5、PG軸未啟動女孩相比，存在一個皮層厚度增加的區(qū)域，該區(qū)域的頂點位于左側額上回，向外延伸到額中回的尾部，向后延伸到中央前回;Talairach坐標為x=-18.4，y=-8.1，z=54.5;經過蒙特-卡羅校正(p＜0.05)。在右側大腦半球中未找到有顯著組間差異的區(qū)域。在HPG軸啟動后的這組被試中，存在組間差異的腦區(qū)的平均皮層厚度值與血漿FSH的濃度等存在正相關且存在相關的濃度包括FSH的最大值(r=0.292，p=0.036)及FSH

6、的AUCg(r=0.282，p=0.043)。其它激素濃度及其相關測量值未發(fā)現(xiàn)與該相對增加的腦區(qū)的皮層厚度值相關。
　　SVM所測得皮層厚度參數(shù)區(qū)分兩組被試的準確度為84.0％（敏感度=80.0％特異度=88.0％），置換檢驗顯示分類的準確度有統(tǒng)計學意義(p≤0.001)。
　　結論：
　　本研究提示青春期腦發(fā)育成熟過程的早期存在著與HPG軸啟動相關的皮層厚度的改變，且這種改變與年齡無明顯相關，與促性腺激素FSH的濃度