林万云 杜民

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阿尔茨海默病(Alzheimer disease， AD)是一种退行性神经系统疾病。该病是一种最常见的痴呆疾病，占所有痴呆疾病的60%～70%[1]。患有该病的患者往往会经历渐进的认知衰退、语言障碍和定向障碍。到2015年，全世界已有约300万人患有老年痴呆症，预计这一数字在未来40年将增加3倍[2]。目前还没有发现有效的药物或方法来治疗该疾病或阻止其发展，如果患者被诊断为老年痴呆症，大多数治疗方法都将无效。该病的进展是一个持续的过程，其发病过程大致可分为正常人(normal control,NC) 、轻度认知障碍(mild cognitive impairment,MCI) 以及AD。对早期AD的诊断并提前采取措施进行干预能够减缓病情，降低发病概率或推迟发病，因此对于MCI阶段的研究更加重要。当前，中国人口老龄化问题日益突出，因此AD的早期诊断和治疗至关重要，不仅可以减轻个人家庭负担，而且可以减少社会资源的消耗。

研究表明，早期MCI患者的大脑内侧颞叶开始萎缩，其中海马萎缩最为严重[3-4]。早期AD的发现和治疗，可以有效地减少患者大脑功能的恶化。已经有许多相关研究将传统机器学习方法应用于磁共振图像(magnetic resonance image，MRI)中并取得不错结果。例如，利用MRI解剖学特征的变化，提出一种使用极限学习机来诊断AD以及MCI的方法[5]，以及基于MRI提取脑部海马区域纹理特征参数建立AD早期分类预测的模型[6]。还有一些研究使用基于卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)的端到端的深度学习方法。例如，采用2D CNN模型和2D MRI切片数据来进行AD诊断[7],以及从3D 图像中提取2.5D的数据[8-9]来进行AD的诊断。然而，脑萎缩的发生是一个渐进的过程，早期难以察觉，再考虑到正常衰老导致脑部正常萎缩的情况，该病早期引起的脑部萎缩很难被发现。……