摘要
帕金森病(Parkinson''s Disease,PD)是常见的神经退行性疾病，其临床症状随时间推进呈进行性加重。不同PD患者的病情进展速度不一致，如果能够在临床诊疗过程中客观评价疾病进展速度，将对实现患者个体化治疗具有重要意义。但是，目前临床上用于监测PD病情进展的客观指标尚不明确。而神经影像学数据兼具信息丰富、可无创获取等优点，其指标的计算不受主观判断影响，具有监测疾病进展的潜力。因此，本论文利用纵向随访PD患者的神经影像学数据，寻找与疾病进展相关的神经影像学指标，包括灰质结构、白质结构及脑功能指标等。针对PD病情进展速度不一致的问题。本论文基于不同进展速度的PD亚型影像数据，结合机器学习方法，探索与疾病进展速度相关的影像学指标，从而为PD患者的临床诊疗提供计算机辅助工具。 本论文包括以下4部分内容: (1)基于T1加权成像探索PD病程中灰质结构改变模式 从 PPMI(Parkinson''s Progression Markers Initiative)数据库中选择连续随访至少4年的PD患者，计算脑区内的灰质结构特征参数，分析PD患者早中期病程中灰质结构改变情况。结果显示PD患者基线时右额上回、双侧中央旁小叶和双侧小脑半球体积增加;随访1年后患者局部额叶、颞叶体积减少，皮层厚度减少，并随着时间的推进改变范围逐渐扩大。PD患者随访4年后的左中央旁小叶的皮层厚度和右内侧沟的分形维度与运动症状量表评分呈负相关。 (2)基于弥散张量成像探索PD病程中白质结构改变模式 从PPMI数据库中选择连续随访至少4年的PD患者，基于弥散张量成像数据计算脑白质纤维的弥散特征、纤维连接和白质结构网络的图论指标，分析PD患者病程中白质结构改变情况。结果显示，PD患者随访4年后出现双侧额枕下束、内囊、双侧上纵束等白质纤维束弥散指标改变，左侧眶额回-尾状核、左侧中央前回-辅助运动区等脑区间纤维连接数目减少。表明PD患者从病程中期开始白质纤维完整性受损和脑区间纤维连接减少。 (3）基于功能磁共振探索PD病程中脑功能改变模式 从PPMI数据库中选择至少随访4年的PD患者，通过计算脑部功能核磁共振特征指标，分析PD患者病程中脑功能改变情况。结果发现PD基线时小脑与其他脑区间的功能连接增加，随访后右角回与左颞中回之间的功能连接减低，局部脑神经活动增加。PD患者随访后在脑网络间低耦合状态的停留时间较基线明显增加，网络间高耦合状态较基线明显减少，该转变与自主神经功能障碍相关。 （4）构建多模态影像融合模型预测PD进展速度分型 本研究依据PD患者病情进展速度，将其分为平稳型和进展型。通过PD患者基线多模态影像数据（T1加权成像、弥散加权成像和功能核磁共振）特征参数，结合机器学习方法，检测PD患者基线影像特征是否能用于PD亚型分类。结果显示，使用多模态联合数据结合支持向量机或逻辑回归时PD亚型分类效果最佳。提示PD患者不同脑区间功能连接改变、灰质结构改变及白质结构改变与PD患者疾病进展速度有关。 上述结果提示，PD患者多模态影像特征指标存在明显的随时间变化趋势,影像指标改变与PD患者的运动或非运动功能受损有关，具有作为监测疾病进展标志物的潜力。
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