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基于全脑功能连接采用机器学习识别 ADHD 和正常发育男孩
Authors Sun Y, Zhao L, Lan Z, Jia XZ, Xue SW
Received 18 November 2019
Accepted for publication 1 March 2020
Published 10 March 2020 Volume 2020:16 Pages 691—702
DOI https://doi.org/10.2147/NDT.S239013
Checked for plagiarism Yes
Review by Single-blind
Peer reviewer comments 2
Editor who approved publication: Professor Jun Chen
背景:近年来,越来越多的研究采用机器学习的方法识别病人和健康被试。一些静息态功能磁共振研究使用功能连接作为分类特征。文章的目的是使用机器学习探索与注意力缺陷多动症 (Attention Deficit Hyperactivity Disorder,ADHD) 相关的全脑静息态功能连接异常模式。
材料与方法:我们纳入性别年龄匹配的 68 名被试 (40 名男性 ADHD 被试,平均年龄 11.83 岁,28 名男性健康对照组,平均年龄 11.99 岁),采用支持向量机鉴别 ADHD 病人,用置换检验方法检测分类模型的稳定性。为了探讨大脑与行为的关系,我们使用皮尔逊相关的方法计算最有鉴别力的特征与临床量表 (注意力缺陷量表和多动/冲动量表) 的关系。
结果:支持向量机的交叉验证方法成功识别了 85.3% 的被试。大多数最具辨别的功能连接位于小脑、默认模式网络和额顶叶网络内部或相互之间。其中,大约一半高辨别能力的功能连接与小脑有关。小脑、右侧眶部额上回、左侧嗅皮质、左侧回直肌、右侧颞极、颞上回、右侧距状裂周围皮层和双侧枕下回在分类中具有高的鉴别能力。在大脑与行为关系中,小脑与默认网络之间的功能连接与 ADHD 行为症状显著相关 (P < 0.05)。
结论:研究发现,ADHD 患者中存在着脑网络大范围的改变。这些发现为 ADHD 病理机制提供了新的证据,并为 ADHD 病人的诊断提供客观的生物学依据。
关键词:注意力缺陷多动症,功能连接,支持向量机,K-mean
