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J-GLOBAL ID：202102222396821048   整理番号：21A0718934

安静時fMRIに基づく神経精神疾患における機能的連結性障害の定量的同定:ロバストな機械学習アプローチ【JST・京大機械翻訳】

Quantitative Identification of Functional Connectivity Disturbances in Neuropsychiatric Lupus Based on Resting-State fMRI: A Robust Machine Learning Approach

著者 (16件)： Simos Nicholas John (Computational Bio-Medicine Laboratory, Institute of Computer Science, Foundation for Research and Technology-Hellas, 70013 Heraklion, Greece) ,  Simos Nicholas John (Department of Electrical and Computer Engineering, Technical University of Crete, 73100 Chania, Greece) ,  Dimitriadis Stavros I. (Integrative Neuroimaging Lab, 55133 Thessaloniki, Greece) ,  Dimitriadis Stavros I. (1st Department of Neurology, G.H. “AHEPA”, School of Medicine, Faculty of Health Sciences, Aristotle University of Thessaloniki (AUTH), 54124 Thessaloniki, Greece) ,  Dimitriadis Stavros I. (Neuroinformatics Group, Cardiff University Brain Research Imaging Centre (CUBRIC), School of Psychology, College of Biomedical and Life Sciences, Cardiff University, Cardiff CF24 4HQ, UK) ,  Dimitriadis Stavros I. (Division of Psychological Medicine and Clinical Neurosciences, Neuroscience and Mental Health Research Institute School of Medicine, & MRC Centre for Neuropsychiatric Genetics and Genomics, College of Biomedical and Life Sciences, Cardiff University, Cardiff CF14 4EP, UK) ,  Kavroulakis Eleftherios (Department of Radiology, Medical School, University of Crete, University Hospital of Heraklion, 71003 Heraklion, Greece) ,  Manikis Georgios C. (Computational Bio-Medicine Laboratory, Institute of Computer Science, Foundation for Research and Technology-Hellas, 70013 Heraklion, Greece) ,  Bertsias George (Department of Rheumatology, Clinical Immunology and Allergy, Medical School, University of Crete, University Hospital of Heraklion, 71003 Heraklion, Greece) ,  Bertsias George (Institute of Molecular Biology and Biotechnology, Foundation for Research and Technology-Hellas, 70013 Heraklion, Greece) ,  Simos Panagiotis (Computational Bio-Medicine Laboratory, Institute of Computer Science, Foundation for Research and Technology-Hellas, 70013 Heraklion, Greece) ,  Simos Panagiotis (Department of Psychiatry, Medical School, University of Crete, University Hospital of Heraklion, 71003 Heraklion, Greece) ,  Maris Thomas G. (Computational Bio-Medicine Laboratory, Institute of Computer Science, Foundation for Research and Technology-Hellas, 70013 Heraklion, Greece) ,  Maris Thomas G. (Department of Radiology, Medical School, University of Crete, University Hospital of Heraklion, 71003 Heraklion, Greece) ,  Papadaki Efrosini (Computational Bio-Medicine Laboratory, Institute of Computer Science, Foundation for Research and Technology-Hellas, 70013 Heraklion, Greece) ,  Papadaki Efrosini (Department of Radiology, Medical School, University of Crete, University Hospital of Heraklion, 71003 Heraklion, Greece)
資料名： Brain Sciences (Web)  (Brain Sciences (Web))
巻： 10  号： 11  ページ： 777  発行年： 2020年 
JST資料番号： U7150A  ISSN： 2076-3425  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 神経精神病性全身性エリテマトーデス(NPSLE)は,末梢および中枢神経系の両方に影響する不均一な症候群から成る自己免疫実体である。機能的神経イメージング研究を含むNPSLE症状の病態生理学的基質に関する研究は,非常に限られている。本研究では,NPSLE患者(n=44)と年齢一致健常対照者(n=39)における全脳機能的連結性の人特異的パターンを調べた。静的機能的連結性グラフを,90の脳領域間の接続強度で構成した。その後,これらの接続を厳密な代理分析を通して濾過し,物理から借り,新規から神経画像への技術を開発した。次に,各個々の機能的脳ネットワークに対して大域的およびノードネットワークメトリックスを推定し,ランダムフォレスト特徴選択およびネスト交差検証戦略から成るロバスト機械学習アルゴリズムに入力した。提案したパイプラインは,その全体においてデータ駆動であり,モデルロバスト性を確保するために,いくつかの試験を実行した。11の脳領域に対する節点グラフメトリックを用いた最良適合モデルは,適切な統計的パワーを有する健常人からのNPSLEの識別において,73.5%の精度(74.5%の感度と73%の特異性)と関連していた。グラフ計量値のより密な検査は,7つの脳領域に対する健常対照者と比較して,NSPLEにおける機能的脳ネットワーク(より高い結節度,局所効率,中間性中心度,または固有値効率)における役割の増加を示唆し,4つの領域に対する役割の減少を示唆した。これらの知見は,NPSLEにおけるこれらの脳領域における血流力学障害に関する初期の研究を裏付ける。結果の妥当性は,NPSLE患者から独立して得られた視覚運動能力および精神的柔軟性スコアにより,ループスによる蓄積臓器損傷と特定の選択グラフメトリックの有意な関連によりさらに支持された。Copyright 2021 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 固有値 ,  ネットワーク ,  血液動態 ,  精神病 ,  中枢神経系 ,  特徴選択 ,  節点 ,  *ロバスト性 ,  全身性エリテマトーデス ,  *機械学習 ,  学習アルゴリズム
準シソーラス用語： *機能的MRI ,  神経ネットワーク ,  ランダムフォレスト ,  脳機能 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (8件)： 神経精神全身性エリテマトーデス ,  rs-fMRI ,  グラフ理論 ,  機能的連結性 ,  代理データ ,  機械学習 ,  視覚運動能力 ,  精神的柔軟性

分類 (3件)： 神経系の疾患  (GN03000O) ,  免疫性疾患・アレルギー性疾患一般  (GD04010C) ,  中枢神経系  (EJ12030F)

引用文献 (48件)：

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• Cohen, D.; Rijnink, E.C.; Nabuurs, R.J.; Steup-Beekman, G.M.; Versluis, M.J.; Emmer, B.J.; Zandbergen, M.; Van Buchem, M.A.; Allaart, C.F.; Wolterbeek, R.; et al. Brain histopathology in patients with systemic lupus erythematosus: Identification of lesions associated with clinical neuropsychiatric lupus syndromes and the role of complement. Rheumatology 2017, 56, 77-86.
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• Papadaki, E.; Fanouriakis, A.; Kavroulakis, E.; Karageorgou, D.; Sidiropoulos, P.; Bertsias, G.; Simos, P.; Boumpas, D.T. Neuropsychiatric lupus or not? Cerebral hypoperfusion by perfusion-weighted MRI in normal-appearing white matter in primary neuropsychiatric lupus erythematosus. Ann. Rheum. Dis. 2018, 77, 441-448.
• Zhuo, Z.; Su, L.; Duan, Y.; Huang, J.; Qiu, X.; Haller, S.; Li, H.; Zeng, X.; Liu, Y. Different patterns of cerebral perfusion in SLE patients with and without neuropsychiatric manifestations. Hum. Brain Mapp. 2019, 41, 755-766.

タイトルに関連する用語 (8件)： 安静時fMRI ,  神経精神疾患 ,  連結性 ,  障害 ,  定量 ,  同定 ,  ロバスト ,  機械学習