[发明专利]基于LME模型的减重手术引起大脑结构变化的影像学统计分析方法

权利要求书

1.一种基于LME模型的减重手术引起大脑结构变化的影像学统计分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、用磁共振仪器分别采集肥胖手术组术前和术后一个月以及肥胖对照组基线和一个月后大脑的T1结构像磁共振数据；

步骤二、对采集到的磁共振数据进行两个时间点的纵向数据处理，使用每个被试者作为自己的控制模板来减少个体间形态变异性的混杂效应；

步骤三、将纵向处理后的肥胖手术组和肥胖对照组的两个时间点的大脑皮层厚度数据进行整合，采用2×2设计方式建立LME模型，设置矩阵，统计分析组别×时间的交叉效应，具体过程为：

(1)数据准备

前后两个时间点分别估计被试左右大脑半球的皮层厚度值，整合纵向处理后大脑皮层形态学的重建数据；

(2)对数据进行空间平滑

采用10毫米半高全宽的高斯核函数对大脑皮层数据进行平滑；

(3)建立LME模型

采用LME模型以2×2设计方式估计减肥手术对肥胖病人大脑结构变化的影响，LME模型的因变量为每个顶点重建的皮层厚度、截距、组别、时间、交互效应，协变量为年龄、性别，选取截距为一个随机因子，其中，对于组别：肥胖对照组＝0、肥胖手术组＝1，对于时间：基线＝0、一个月后＝1，对于交互效应：组别×时间，其中，LME模型因变量与协变量之间存在的关系为：

Y＝b₀+b₁g_ij+b₂t_ij+b₃g_ij*t_ij+b₄age+b₅gender，Y为皮层厚度，b₀、b₁、b₂、b₃、b₄、b₅为常数，g_ij为组别，t_ij为时间，age为年龄，gender为性别；

(4)设置矩阵

设置对比矩阵0 0 0 1 0 0，设置组别主效应矩阵0 1 0 0 0 0，设置时间主效应矩阵00 1 0 0 0；

步骤四、得到肥胖手术组与肥胖对照组大脑结构的交叉效应差异区后，将这些大脑差异区定义为感兴趣区域，提取每个感兴趣区域的皮层厚度的值，做事后检验比较，并与行为数据进行相关分析，从而确定减肥手术引起的肥胖病人大脑区域结构的改变。

2.根据权利要求1所述的基于LME模型的减重手术引起大脑结构变化的影像学统计分析方法，其特征在于，在步骤四中，定义感兴趣区域的过程为：

将统计分析后得到的交叉效应的显著性文件映射在FreeSurfer自带的fsaverage标准模板上，运用FreeSurfer软件中的Qdec工具包，将激活区分割出来并生成对应label文件，定义为感兴趣区域。

3.根据权利要求1所述的基于LME模型的减重手术引起大脑结构变化的影像学统计分析方法，其特征在于，在步骤四中，做事后检验比较的过程为：

(1)提取肥胖手术组术前和肥胖对照组基线的皮层厚度值进行独立样本T检验；

(2)提取肥胖手术组术前、术后和肥胖对照组基线、一个月后的皮层厚度值分别进行配对T检验。

4.根据权利要求1所述的基于LME模型的减重手术引起大脑结构变化的影像学统计分析方法，其特征在于，在步骤四中，与行为数据进行相关分析的过程为：

(1)将肥胖手术组术前和肥胖对照组基线的皮层厚度值分别与各组基线BMI进行相关分析；

(2)将肥胖手术组术前、术后的皮层厚度差值与术前、术后BMI差值进行相关。