[使用基于结构磁共振成像的深度学习模型评估肝硬化和肝脑病患者的大脑年龄变化]
1Department of Radiology, Tianjin First Central Hospital, Tianjin Institute of Imaging Medicine, Tianjin 300192, China.
Zhonghua yi xue za zhi
|January 21, 2024
概括
肝硬化加速大脑衰老并损害认知功能,特别是在肝脏脑病变 (HE) 患者中. 使用MRI数据的深度学习模型显示,肝硬化患者的大脑衰老加速,视觉网络的变化与疾病严重程度相关.
科学领域:
- 神经成像是一种神经成像.
- 人工智能的人工智能
- 肝病学 肝病学是一种肝病学.
背景情况:
- 肝硬化是一种严重的肝病,与认知障碍和潜在的大脑衰老有关.
- 肝脏脑病变 (HE) 是肝硬化患者神经功能障碍的一个更先进的阶段.
- 了解肝硬化和HE对大脑衰老的影响需要先进的神经成像和分析技术.
研究的目的:
- 为了研究肝硬化和肝脑病变 (HE) 患者的大脑衰老.
- 开发一种基于深度学习的脑年龄预测模型,使用T1高分辨率MRI.
- 为了确定受由于肝硬化和HE而加速衰老影响的特定大脑区域.
主要方法:
- 使用3,609名健康个体的MRI数据,构建一个用于大脑年龄预测的3D卷积神经网络模型.
- 使用平均绝对误差 (MAE),皮尔森相关性 (r) 和R平方 (R2) 验证模型的准确性.
- 认知功能和大脑预测年龄差异 (Brain-PAD) 在136名肝硬化患者 (有和没有HE) 和70名健康对照患者的评估.
主要成果:
- 大脑年龄预测模型表现出高准确度 (例如,MAE=4.45,r=0.96在测试组中).
- 与对照组相比,肝硬化患者的认知功能显著降低 (NCT-A较长,DST得分较低).
- 大脑PAD在肝硬化患者中明显高 (没有HE的6.9±8.1年,HE的10.2±7.7年) 比对照组 (0.8±4.5年),表明大脑衰老加速.
结论:
- 肝硬化患者表现出加速的大脑衰老和认知功能下降,HE加剧了这些影响.
- 视觉网络在预测肝硬化患者的大脑年龄方面变得越来越重要,特别是在HE组.
- 这些发现突出了受肝硬化和HE影响的特定大脑区域,为研究和潜在的治疗目标提供了新的途径.
