基于影像组学及机器学习预测个体首发精神分裂症患者抗精神病药物治疗反应性的磁共振研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81901705
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H2701.磁共振成像
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Precision medicine, the image first. Whether the use of the characteristic biomarkers of schizophrenia could achieve early diagnosis and treatment of diseases is one of the hot issues in global medical research. Although previous imaging studies have made a significant contribution to the understanding of the etiology and pathogenesis of schizophrenia, the clinical application value is limited. The main reason is that previous studies usually compare differences between groups, rather than to explore the diagnosis and treatment of patients with schizophrenia at the individual level. This project is based on the first-episode never-treated schizophrenia patients, focusing on the key scientific question of how to individualize the prediction of the antipsychotic drug treatment response in patients with first-episode schizophrenia. Based on the series of research results the applicant's found when analyzing the brain mechanism of schizophrenia, combined with multi-dimensional symptom information and multi-modal magnetic resonance imaging technology, using radiomics and the latest methods of machine learning, the applicant will systematically explore the mechanism of different responsiveness of drug treatment in different patients and the feasibility of individualized predictive analysis. The successful development of this project and the establishment of a stable and effective predictive model will help to minimize patient suffering and maximize the effective allocation of health care resources, which with high value in translational medicine and health economics.
精准医疗,影像先行。能否利用精神分裂症特征性生物学标志物实现疾病的早期精准诊治,是当前全球医学研究的热点问题之一。尽管以往的影像学研究对精神分裂症的病因和发病机制的深入理解做出了巨大的贡献,但临床应用价值有限。原因在于以往研究通常比较组间差异,而非个体水平探索精神分裂症患者的诊治。本项目以首发未治疗精神分裂症患者为研究对象,围绕“如何个体化预测首发精神分裂症患者抗精神病药物治疗反应性”这一关键科学问题,基于申请人解析精神分裂症疾病相关脑机制的系列研究成果,结合多维症状信息和多模态磁共振成像技术,运用影像组学分析和机器学习最新方法,系统探讨不同患者药物治疗不同反应性的机制及个体化预测分析的可行性。本项目的成功开展和稳定有效的预测模型的建立,有助于最小化患者痛苦和最大化医疗卫生资源的有效分配,具有较高的转化医学和卫生经济学价值。

结项摘要

精神分裂症的病因复杂,病人的临床表现和预后异质性较高,亟需可靠的生物学标志物实现疾病的早期精准诊治。本项目基于大样本精神分裂症人群,结合多维症状信息和多模态磁共振成像技术,运用影像组学分析和机器学习最新方法,实现了精神分裂症患者的异质性解析和个体化分类预测。主要包括:1)基于影像特征驱动的聚类分析方法,从精神影像生物学的角度揭示了精神分裂症存在疾病异质性;2)解析出精神分裂症不同患者亚型,以及不同亚型患者相对应的脑解剖-行为或症状耦合方式,为精神分裂症复杂的临床表现提供新的解释和生物学证据;3)构建了基于脑灰质结构特征的影像组学模型,辅助精神分裂症患者进行个体化的分类诊断及抗精神病药物治疗反应性的预测。综上,本项目运用了机器学习和影像组学技术,探索了精神分裂症患者临床异质性的机制,构建了稳定有效的个体化诊断预测模型,有助于最小化患者痛苦和最大化医疗卫生资源的有效分配,具有较高的转化医学和卫生经济学价值。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A subtype of institutionalized patients with schizophrenia characterized by pronounced subcortical and cognitive deficits
住院精神分裂症患者的一种亚型,其特征是明显的皮质下和认知缺陷
  • DOI:
    10.1038/s41386-022-01300-w
  • 发表时间:
    2022-03
  • 期刊:
    Neuropsychopharmacology
  • 影响因子:
    7.6
  • 作者:
    Qiannan Zhao;Hengyi Cao;Wenjing Zhang;Siyi Li;Yuan Xiao;Carol A. Tamminga;Matcheri S. Keshavan;Godfrey D. Pearlson;Brett A. Clementz;Elliot S. Gershon;Scot Kristian Hill;Sarah K. Keedy;Elena I. Ivleva;Rebekka Lencer;John A. Sweeney;Qiyong Gong;Su Lui
  • 通讯作者:
    Su Lui
Distinct neuroanatomic subtypes in antipsychotic-treated patients with schizophrenia classified by the predefined classification in a never-treated sample
根据从未治疗样本中的预定义分类,接受抗精神病药物治疗的精神分裂症患者的不同神经解剖学亚型
  • DOI:
    10.1093/psyrad/kkab018
  • 发表时间:
    2021-12
  • 期刊:
    Psychoradiology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Qiannan Zhao;Jiao Li;Yuan Xiao;Hengyi Cao;Xiao Wang;Wei Zhang;Siyi Li;Wei Liao;Qiyong Gong;Su Lui
  • 通讯作者:
    Su Lui
Morphological alterations of the corpus callosum in antipsychotic-naive first-episode schizophrenia before and 1-year after treatment
未接受抗精神病药物治疗的首发精神分裂症患者治疗前和治疗后一年胼胝体的形态学变化
  • DOI:
    10.1016/j.schres.2021.03.015
  • 发表时间:
    2021-04
  • 期刊:
    Schizophr Res (IF:3.938)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Tao B;Xiao Y;Yang B;Zeng J;Zhang W;Hu N;Yang C;Lencer R;Gong Q;Sweeney JA;Lui S
  • 通讯作者:
    Lui S
Comparisons of resting-state brain activity between insomnia and schizophrenia: a coordinate-based meta-analysis.
失眠和精神分裂症静息态大脑活动的比较:基于坐标的荟萃分析
  • DOI:
    10.1038/s41537-022-00291-3
  • 发表时间:
    2022-10-07
  • 期刊:
    SCHIZOPHRENIA
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Gao, Ziyang;Xiao, Yuan;Zhang, Ye;Zhu, Fei;Tao, Bo;Tang, Xiangdong;Lui, Su
  • 通讯作者:
    Lui, Su
Subtypes of schizophrenia identified by multi-omic measures associated with dysregulated immune function
通过多组学措施鉴定与免疫功能失调相关的精神分裂症亚型
  • DOI:
    10.1038/s41380-021-01308-6
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Molecular Psychiatry
  • 影响因子:
    11
  • 作者:
    Luo Chunyan;Pi XueNan;Hu Na;Wang Xiao;Xiao Yuan;Li Siyi;Sweeney John A.;Bishop Jeffrey R.;Gong Qiyong;Xie Dan;Lui Su
  • 通讯作者:
    Lui Su

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其他文献

粒子群算法在非线性系统应用中的早熟现象及其改进
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    计算物理
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  • 作者:
    肖媛;崔国民;彭富裕;周静
  • 通讯作者:
    周静
雷达对火星次表层的探测与研究现状
  • DOI:
    10.14005/j.cnki.issn1672-7673.20160616.001
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    天文研究与技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    肖媛;苏彦;戴舜;封剑青;丁春雨;邢树果;李春来
  • 通讯作者:
    李春来
雷达探测技术在探月中的应用
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    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    天文研究与技术
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    --
  • 作者:
    戴舜;邢树果;肖媛;苏彦
  • 通讯作者:
    苏彦
曼桂陨石的岩石矿物学和冲击变质特征
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    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    科学通报
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  • 作者:
    计江龙;胡森;林杨挺;周琴;肖媛
  • 通讯作者:
    肖媛
Echo simulation of lunar penetrating radar: based on inhomogeneous multilayer lunar regolith structure model
探月雷达回波模拟:基于非均匀多层月壤结构模型
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Research in Astronomy and Astrophysics
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    肖媛;封剑青;邢树果;丁春雨
  • 通讯作者:
    丁春雨

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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