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磁共振成像2025年第07期:基于集成学习的孤独症脑功能网络与梯度特征分类研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:周源;朱元强;杜向熠;李磊磊;王晨;郑建民;

单位:空军军医大学第一附属医院放射诊断科;

摘要:目的 基于多模态机器学习与集成学习分类模型,探讨孤独症谱系障碍(autism spectrum disorders, ASD)患者静息态脑功能网络与梯度特征的分类性能。材料与方法 基于246例ASD患者与251例健康对照(healthy controls, HC)组,采用两独立样本t检验对独立成分分析、梯度分析结果进行差异分析,并基于静态功能网络连接(static functional network connectivity,sFNC)与动态功能梯度(dynamic functional gradient, dFNG)特征构建多模态机器学习分类模型。结果 (1)ASD患者的默认网络(triple network-default mode, TN-DM)和视觉颞叶(visual-occipitotemporal, VI-OT)、视觉枕叶(visual-occipital, VI-OC)网络静态连接强度显著减弱,而高级认知-额叶(higher cognition-frontal, HC-FR)与显著网络(triple network salience, TN-SA)的连接强度则显著增强(P<0.05,false discovery rate,FDR校正);(2)动态梯度聚类分析显示,ASD患者在低维空间中长期滞留于额叶-感觉运动主导状态2(P<0.05);(3)sFNC与dFNG的多模态机器学习模型结果表明,dFNG与sFNC具有显著的协同分类贡献,显著提高了分类准确率(准确率为99.3%)。结论 ASD患者在sFNC与dFNG两个层面均存在系统性异常,基于sFNC与dFNG特征构建的多模态集成学习模型可对ASD高效分类。

关键词:孤独症;;磁共振成像;;脑功能磁共振成像;;梯度特征;;集成学习