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基于行为与事件相关电位的机器学习重度抑郁识别研究

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中国生物医学工程学报 2023年第5期42卷 542-553页

作者：侯峰张明蔺向彬张威马榕山东省戴庄医院精神科山东济宁272100 兰州大学信息科学与工程学院兰州730000

重度抑郁症(MDD)是一种由于先天基因异常或后天环境突变等多种因素导致的心境障碍,对患者的日常生活及社会经济均会造成严重损害。因此,寻找更为有效且客观的辅助诊断生理指标以及更为有效的MDD辅助诊断方法对其早期诊断与防治具有重大... 详细信息

重度抑郁症(MDD)是一种由于先天基因异常或后天环境突变等多种因素导致的心境障碍,对患者的日常生活及社会经济均会造成严重损害。因此,寻找更为有效且客观的辅助诊断生理指标以及更为有效的MDD辅助诊断方法对其早期诊断与防治具有重大现实意义。本研究基于情绪脸-词Stroop任务,通过采集被试的行为数据及事件相关电位(ERP)数据,使用传统机器学习、集成学习及深度学习方法对31名重度抑郁患者和31名健康对照个体进行研究,以准确率(ACC)、F1分数(F1-score)、召回率(Recall)、特异率(Specificity)、阳性预测值(PPV)及阴性预测值(NPV)等6个指标作为不同分类方法的评价指标,按照7:2:1的比例将数据集随机划分为训练集、验证集及测试集。该过程被重复10次,最终的分类结果为10次的平均值±标准差。重度抑郁识别所使用的卷积神经网络(CNN)可以从数据中自动学习和提取特征,在重度抑郁识别正确率达89.76%±19.18%;基于ERP数据的研究发现,CNN在6个指标下均得到了最优结果,其中重度抑郁识别正确率达90.71%±14.17%;所提出的基于行为及ERP数据的多模态深度学习神经网络-行为脑电并行时序卷积神经网络(BEPTCNN),其在重度抑郁识别中准确率可达95.48%±7.31%。行为及ERP数据均可作为重度抑郁辅助诊断的有效生理指标,所提出的BEPTCNN模型有望成为重度抑郁诊断辅助方法。

关键词：重度抑郁行为数据事件相关电位卷积神经网络抑郁识别

基于机器学习与分子动力学模拟挖掘天南星治疗重度抑郁症的潜在抗炎靶点和关键活性成分

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中草药 2024年第15期55卷 5174-5188页

作者：郑远腾夏漓张秀军靳梦华北理工大学心理与精神卫生学院河北唐山063200 华北理工大学心理与精神卫生学院、公共卫生学院河北唐山063210 齐鲁工业大学(山东省科学院)生物研究所山东省科学院药物筛选技术重点实验室山东济南250103

目的利用生物信息学的方法结合多种机器学习模型,寻找天南星治疗重度抑郁的潜在抗炎靶点,并从免疫炎症角度探讨其发病机制。采用分子对接、药物相似性评估和分子动力学模拟,筛选天南星治疗重度抑郁的关键活性成分,以期对相关治疗药物与... 详细信息

目的利用生物信息学的方法结合多种机器学习模型,寻找天南星治疗重度抑郁的潜在抗炎靶点,并从免疫炎症角度探讨其发病机制。采用分子对接、药物相似性评估和分子动力学模拟,筛选天南星治疗重度抑郁的关键活性成分,以期对相关治疗药物与治疗策略的开发提供参考。方法利用CIBERSORT与基因集变异分析(gene set variation analysis,GSVA)验证免疫炎症假说,并寻找免疫标志物。基于TCMSP、GEO和Swiss Target Prediction数据库,获得天南星潜在作用靶点与重度抑郁相关靶点,并利用费舍尔精确检验探究相关靶点的关联性。采用加权基因共表达网络(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)分析获得与免疫炎症相关的基因共表达模块。通过将炎症相关基因、天南星潜在作用靶点、重度抑郁相关靶点、与免疫炎症相关的绿松石模块(Turquoise)取交集获得天南星治疗重度抑郁症的候选抗炎靶点。采用基因本体(gene ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)富集分析探究候选抗炎靶点涉及的生物学过程和相关通路。构建8个机器学习模型,以筛选潜在抗炎靶点。利用受试者工作特征(receiver operator characteristic,ROC)曲线与相关分析筛选出潜在抗炎靶点并进行外部验证。使用分子对接与药物相似性评估筛选天南星的关键活性成分,并采用分子动力学模拟验证分子对接与药物相似性评估的结果。结果正常组与重度抑郁患者的炎症得分存在显著性差异(P重度抑郁患者的免疫标志物。天南星潜在作用靶点和重度抑郁相关靶点具有关联性,与免疫炎症最相关的基因共表达模块为绿松石模块。候选抗炎靶点具有8个,涉及的生物学过程为炎症反应调节,相关通路为Fc-RI信号通路与T细胞受体信号通路。随机森林为最优模型,且纳入的靶点都具有较高的辨别力。ROC曲线与相关分析指出,花生四烯酸5-脂氧合酶(arachidonate 5-lipoxygenase,ALOX5)为治疗重度抑郁的潜在抗炎靶点,且外部验证具有组间差异(P重度抑郁的潜在抗炎靶点及关键活性成分。

关键词：天南星重度抑郁机器学习分子对接分子动力学模拟 8,11,14-二十二碳三烯酸甲酯花生四烯酸5-脂氧合酶

重度抑郁患者血浆催产素、皮质醇水平与抑郁严重程度关系的初步研究

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中华行为医学与脑科学杂志 2012年第2期21卷 152-154页

作者：寻知元杨建立陈玉辉田红军毛富强天津医科大学精神医学教研室天津300222 天津市安宁医院天津市安定医院

目的探讨重度抑郁患者与正常对照者血浆催产素、皮质醇水平差异以及其与抑郁症状严重程度的关系。方法18～45岁重度抑郁患者20人，正常对照26人分别接受血浆催产素、皮质醇水平测量，病例组评定汉密顿抑郁量表。结果非参数检验显示抑郁... 详细信息

目的探讨重度抑郁患者与正常对照者血浆催产素、皮质醇水平差异以及其与抑郁症状严重程度的关系。方法18～45岁重度抑郁患者20人，正常对照26人分别接受血浆催产素、皮质醇水平测量，病例组评定汉密顿抑郁量表。结果非参数检验显示抑郁患者血浆催产素水平高于正常对照组[（213．60±164．29）pg／ml，（112．27±101．21）pg／ml，z=-2．306，P=0．021]；差异具有统计学意义。血浆催产素对数值与抑郁严重程度成正相关（r=0．599，P=0．005）。病例组血浆皮质醇水平与正常对照组相比差异不具有统计学意义[（0．131±0．089）pg／ul，（0．107±0．077）pg/ul，z=-0．920，P=0．358]，但在抑郁患者中血浆皮质醇对数值与抑郁严重程度正相关（r=0．691，P=0．001）。催产素水平对数值与皮质醇对数值成正相关（r=0．743，P〈0．001）。多元线性回归模型分析显示重度抑郁患者中，催产素水平是影响抑郁严重程度的因素（校正R2=0．358，F=11．578，P=0．003）。结论与正常对照组相比，重度抑郁患者存在血浆催产素水平异常，血浆催产素水平可能是影响抑郁症状严重程度的因素，而皮质醇水平与抑郁严重程度的关系尚不能确定。

关键词：重度抑郁催产素皮质醇

重度抑郁患者血浆催产素、皮质醇水平与抑郁严重程度关系的初步研究

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中华行为医学与脑科学杂志 2016年第2期 152-154页

作者：寻知元杨建立陈玉辉田红军毛富强天津医科大学精神医学教研室天津市安定医院天津市安宁医院

目的探讨重度抑郁患者与正常对照者血浆催产素、皮质醇水平差异以及其与抑郁症状严重程度的关系。方法 18～45岁重度抑郁患者20人,正常对照26人分别接受血浆催产素、皮质醇水平测量,病例组评定汉密顿抑郁量表。结果非参数检验显示抑郁... 详细信息

目的探讨重度抑郁患者与正常对照者血浆催产素、皮质醇水平差异以及其与抑郁症状严重程度的关系。方法 18～45岁重度抑郁患者20人,正常对照26人分别接受血浆催产素、皮质醇水平测量,病例组评定汉密顿抑郁量表。结果非参数检验显示抑郁患者血浆催产素水平高于正常对照组[(213.60±164.29)pg/ml,(112.27±101.21)pg/ml,z=-2.306,P=0.021];差异具有统计学意义。血浆催产素对数值与抑郁严重程度成正相关(r=0.599,P=0.005)。病例组血浆皮质醇水平与正常对照组相比差异不具有统计学意义[(0.131±0.089)pg/ul,(0.107±0.077)pg/ul,z=-0.920,P=0.358],但在抑郁患者中血浆皮质醇对数值与抑郁严重程度正相关(r=0.691,P=0.001)。催产素水平对数值与皮质醇对数值成正相关(r=0.743,P重度抑郁患者中,催产素水平是影响抑郁严重程度的因素(校正R2=0.358,F=11.578,P=0.003)。结论与正常对照组相比,重度抑郁患者存在血浆催产素水平异常,血浆催产素水平可能是影响抑郁症状严重程度的因素,而皮质醇水平与抑郁严重程度的关系尚不能确定。

关键词：重度抑郁催产素皮质醇

改良电抽搐治疗对重度抑郁患者血清脑源性神经营养因子的影响

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中国心理卫生杂志 2008年第2期22卷 98-100,104页

作者：胡永东于欣杨甫德司天梅谭云龙周东丰陈大春北京大学精神卫生研究所(第六医院) 北京100083 北京回龙观医院北京100096

目的:研究改良电抽搐治疗(Modified Electroconvulsive Therapy,MECT)对重度抑郁患者的疗效与血清BDNF(脑源性神经营养因子)变化的相关关系。方法:28例未用抗抑郁药的重度抑郁患者,经2周内6次MECT急性治疗,用汉密尔顿抑郁量表评定疗效... 详细信息

目的:研究改良电抽搐治疗(Modified Electroconvulsive Therapy,MECT)对重度抑郁患者的疗效与血清BDNF(脑源性神经营养因子)变化的相关关系。方法:28例未用抗抑郁药的重度抑郁患者,经2周内6次MECT急性治疗,用汉密尔顿抑郁量表评定疗效。用酶联免疫吸附法测定患者MECT前后的血清BDNF。结果:重度抑郁患者MECT急性治疗2周后的血清BDNF水平(7.9±3.4ng/ml)高于MECT前(5.7±2.1ng/ml)(P(0.001),但MECT后HAM-D(汉米尔顿抑郁量表)评分(8.1±5.5)低于MECT前(31.4±4.7)(P(0.001);并且MECT的疗效与血清BDNF变化呈正相关(r=0.532,P=0.004),其直线回归方程:Y^=67.980+0.131X,有意义(P=0.023)。结论:有效的MECT抗抑郁治疗能提高血清BDNF水平,血清BDNF变化可能是MECT抗抑郁疗效的相关指标。

关键词：改良电抽搐治疗脑源性神经营养因子重度抑郁神经可塑性病例分析

伴与不伴精神病性症状的重度抑郁障碍患者人口学和临床特征比较

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中国心理卫生杂志 2010年第2期24卷 108-109页

作者：梁军张向阳北京大学精神卫生研究所卫生部精神卫生学重点实验室北京大学北京100191 北京回龙观医院北京100096

本文采用ICD-10诊断标准,比较伴精神病性症状的重度抑郁障碍(psychotic major depression,PMD)与不伴精神病性症状的重度抑郁障碍(nonpsychotic major depression,NMD)患者在人口学资料与临床特点上的异同。[第一段]

关键词：重度抑郁精神病性症状回顾性研究

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一例重度抑郁合并神经性贪食症患者的护理

护士进修杂志 2011年第1期26卷 93-94页

作者：崔静怡王红霞刘书红叶明北京回龙观医院20病区北京100096

神经性贪食症（bulimia nervosa）是以反复发作性的、不可控制的、冲动性的暴食，继之采用自我诱吐，使用泻剂或利尿剂、禁食、过度锻炼等方法避免体重增加为主要特征的一组进食障碍。我院在2008年12月，收治一例不伴有精神病性症状的... 详细信息

神经性贪食症（bulimia nervosa）是以反复发作性的、不可控制的、冲动性的暴食，继之采用自我诱吐，使用泻剂或利尿剂、禁食、过度锻炼等方法避免体重增加为主要特征的一组进食障碍。我院在2008年12月，收治一例不伴有精神病性症状的重度抑郁发作合并神经性贪食症的患者，经治疗护理后，患者病情好转出院。现将护理体会总结如下。

关键词：重度抑郁神经性贪食症护理

经皮三叉神经电刺激辅助治疗重度抑郁的META分析

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经皮三叉神经电刺激辅助治疗重度抑郁的META分析

作者：谭秀秀安徽医科大学

学位级别：硕士

目的eTNS治疗MDD的疗效和安全性进行荟萃分析,对分析的方法进行系统评价;研究纳入的文献的实验的质量标准,对重度抑郁的经皮三叉神经电刺激提供有益的临床依据。方法在计算机中检索Pubmed、Embase、知网、万方、维普等网络数据库通过检... 详细信息

目的eTNS治疗MDD的疗效和安全性进行荟萃分析,对分析的方法进行系统评价;研究纳入的文献的实验的质量标准,对重度抑郁的经皮三叉神经电刺激提供有益的临床依据。方法在计算机中检索Pubmed、Embase、知网、万方、维普等网络数据库通过检索关键词检索出相关文献,再根据相关排除、纳入标准进行文献筛选,选择最终纳入的文献并进行详细的全文阅读,收集其中的重要资料:文献作者、发表时间、实验组及对照组人数、eTNS的位置及频率和刺激周期,观察指标、副反应等。对收集的资料进行荟萃分析,分析软件为STATA 14.1。结果本研究最终纳入6篇文献,其中包括2项随机对照试验（RCT）和4项单组临床实验研究。总样本量96名。荟萃分析结果显示eTNS辅助抗抑郁药物治疗MDD对抑郁症状的改善更加有效,对认知无明显改善作用,而且所有实验均未有严重不良反应证实eTNS的安全性。eTNS相对于其他侵袭性电刺激的易操作性以及便捷性使eTNS辅助抗抑郁药物治疗MDD的可行性大大增加。结论因此eTNS辅助抗抑郁药物治疗MDD具有改善抑郁症状作用,为联合治疗提供依据。

关键词：经皮三叉神经电刺激抑郁电刺激重度抑郁情绪障碍

基于双相障碍和重度抑郁患者的动态低频振幅波动和结构网络的研究

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基于双相障碍和重度抑郁患者的动态低频振幅波动和结构网络的研究

作者：黄静电子科技大学

学位级别：硕士

由于重度抑郁患者和双相障碍患者的临床表征有极高的相似性使得两种疾病的患者很难区分,越来越多的研究探讨抑郁患者的临床和认知特征与大脑特定区域的活动特性及解剖结构的密切关系。本研究的目的在于利用重度抑郁患者MDD和双相障碍患... 详细信息

由于重度抑郁患者和双相障碍患者的临床表征有极高的相似性使得两种疾病的患者很难区分,越来越多的研究探讨抑郁患者的临床和认知特征与大脑特定区域的活动特性及解剖结构的密切关系。本研究的目的在于利用重度抑郁患者MDD和双相障碍患者BD的静息态fMRI数据和弥散张量成像（DTI）数据来分别检测抑郁表征与BOLD信号动态低频振荡的局部特性和结构连接之间是否存在关联。在抑郁表征与BOLD信号动态低频振荡（dALFF）的研究中,我们发现,dALFF值在MDD和BD中相比于正常被试均有上升,生活取向量表LOT代表的反刍和自我与dALFF值正相关的区域发生在MDD患者的右前腹前额叶皮层部分,这一结果为支撑腹前额叶皮层活动涉及自我和反刍情绪处理提供了又一有效证据。而dALFF值在BD患者的左侧尾状核处被发现相比于正常被试有显著上升。在奖赏感知维度而言,BD患者的左侧尾状核的BOLD信号动态低频振荡幅值可以预测奖赏感知分数。尾状核属于大脑奖赏网络,表明奖赏网络的活动可以用来预测奖赏感知特征,暗示了具有情绪加工、处理功能的脑区会对负性自我和奖赏感知受损特质的形成产生影响。在抑郁表征与脑结构网络连接的研究中发现,三组被试的结构网络均表现出了小世界网络的特性,不仅如此,患者组的结构网络小世界拓扑属性指标、全局效率、全局同配性与正常被试相比表现出差异,其中MDD,BD的全局同配性相比于正常人有所降低。这意味着MDD和BD患者结构网络的稳态性受到了破坏,内部的结构可能受损。此外,本文还计算统计分析了网络的局部拓扑属性指标,结果发现两组患者结构网络在默认网络,额叶皮层区域,奖赏系统相对于正常被试均有明显升高的节点最短路径长度和降低的节点效率。并且MDD患者的左缘上回,BD患者的右海马,右侧梭状回,右前扣带回的特征路径长度与哈密尔顿抑郁总分H分,左苍白球的节点局部效率与贝克抑郁分数,左壳核的节点间隔中心度与贝克绝望分数有明显的相关性。这些结果意味着从这些脑区出发的纤维存在损失而引发信息加工效率减弱且能反映抑郁表征。我们的研究结果足以说明MDD和BD的大脑自发活动和结构网络存在差异,且抑郁的表征与自发局部的时变的神经元活动和结构连接属性密切相关,并为发现MDD和BD的神经生理学机制提供进一步的证据。

关键词：重度抑郁双相障碍动态低频振幅波动弥散张量成像拓扑属性