Biological Psychiatry:CNNI|青少年抑郁症患者功能连通性的重测信度

摘要

背景:功能性磁共振成像的重测可靠性对于识别精神疾病的可重复性生物标志物至关重要。最近的研究表明，可靠性如何限制了大脑行为关联的可观察效应，阻碍了这些效应的检测。大量文献探讨了健康个体的单变量和多变量可靠性，但相对较少的研究探讨了精神疾病人群的可靠性或其与年龄存在相互作用。

方法:在此，我们对88名青少年有重度抑郁症（MDD）和无重度抑郁症（HV）展开了调研。我们比较了单变量度量，类内相关系数和2个多变量度量。

结果:青少年重度抑郁症患者的平均类内相关系数(uMDD =0.34, 95% Cl，μHV = 0.27, 95% Cl)，但两组的平均类内相关系数均较差(<0.4)。指纹指数大于概率，组间差异无统计学意义。判别性表明两组的多变量置信度较高。单因素和多因素信度均与症状严重程度或组差异的边缘效应大小无关。

结论:总的来说，我们发现青春期抑郁与功能连接可靠性之间的关系证据很少。这些发现表明，与健康样本相比，抑郁症的生物标志物鉴定并不受可靠性的限制，并支持向多变量分析的转变，以提高功率和可靠性。

1. 引言

精神病学中神经影像学工作的首要目标之一是确定精神疾病与大脑的关联。然而，主要障碍是神经影像学结果的可重复性。复制危机突出了再现低功率神经成像结果的困难，尤其是功能性磁共振成像(fMRI)。这种功率的缺乏与数据的可靠性是分不开的。可靠性为任何可观察到的效应大小设置了上限，限制了统计能力。因此，量化测试-重测信度-在重复测试中测量的稳定性-对于解释结果的有效性至关重要。

然而，量化fMRI的可靠性是复杂的。较长的扫描时间和较短的扫描间隔增加了可靠性，而伪象校正会降低可靠性，强调了可靠性和效用之间的分离，因为运动等噪声可以是高度可靠的，但不能反映期望的信号。然而，测量必须是可靠的，才能具有统计能力。因此，在开发可优化的可靠性度量以提高我们识别效果的能力方面已经做出了重大努力。单变量测量，包括广泛使用的类内相关系数(ICC)，在fMRI功能连通性方面通常较差，限制了我们观察单变量效应的能力。相比之下，功能连通性即使在很长的时间间隔内也具有很高的多变量可靠性，这是因为多变量方法包含了更高维度的协方差结构。换句话说，个体差异和相似点可能表现为整个连接体的模式，而不是单个连接或边缘。

尽管它在精神病学研究中很重要，但很少有研究在精神病学人群中研究功能连接的测试-重测可靠性，并将其与类似的健康人群进行比较。那些研究的重点是患有轻度认知障碍或精神分裂症的成年人群。评估精神病人群的可靠性是必要的，以确定临床生物标志物的发现是否受到效应大小减少的限制。

我们采用了单变量ICC和2个多变量可靠性测量：指纹和判别性。功能连接体指纹反映了连接体在稍后的时间点与他们自己的连接体最相关的参与者的比例。在包括青少年在内的多个数据集中观察到指纹识别的准确性远远高于偶然性，这表明功能连接数据是稳定和独特的，足以可靠地识别参与者。可判别性是一种多变量可靠性度量，对噪声具有鲁棒性，并提供了分类准确性的上限，以参与者之间测量值与参与者内部测量值的反比来衡量。

因此，我们将ICC、指纹识别和可判别性结合起来，以确定这些措施如何反映可靠性的不同方面，并为数据提供独特的视角。除了评估组间差异外，我们还探讨了信度与个体症状差异之间的潜在关联。最后，我们扩展了之前的工作，发现在精神病学背景下，更可靠的边缘与更大的预测效用无关。在进行这些分析时，我们预计抑郁症青少年的连接体比健康同龄人的连接体更不可靠，因为疾病的偶发性可能导致参与者内部随时间点的变异性增加。我们还预测了高多元信度(指纹和判别)和低单变量信度(ICC)，与之前的结果一致。通过对1年内青少年连接体稳定性的描述，我们