基于隐马尔可夫模型的腹膜透析患者潜在脑状态动态变化及其与认知衰退的关联研究

《Scientific Reports》：Dynamic reconfiguration of brain activity states in peritoneal dialysis patients: a Hidden Markov Model study

　　

摘要

认知衰退在腹膜透析（PD）患者中十分普遍，但其静息状态下潜在脑状态动态变化的神经机制尚不明确。本研究采用隐马尔可夫模型（HMM）比较腹膜透析患者与健康对照（HC）的潜在脑活动动态差异，并进一步探讨其与认知功能的相关性。对50例腹膜透析患者和46例匹配的HC的静息态fMRI数据进行了分析。比较了各组间由HMM推导出的分数占用率、切换率及转移概率，随后进行了相关分析和逻辑回归分析。研究识别出六种潜在脑状态。腹膜透析患者在状态1、2、4、6中的占用率较高，在状态3、5中的占用率较低（FDR校正后P < 0.05）。全局切换率在组间无显著差异，但腹膜透析患者在特定状态间表现出异常的转移。在仅针对腹膜透析患者的多变量逻辑模型中，状态3→5的转移概率较低与轻度认知损害独立相关（每增加0.1个单位，调整后OR = 0.60，95% CI 0.38–0.97，P = 0.037）。状态2的空间模式在腹膜透析患者中具有优先表达。腹膜透析患者表现出重新配置的潜在脑活动状态。异常的脑状态转移与认知损害相关，为腹膜透析相关认知衰退提供了潜在的神经影像学研究见解。