孕期使用可卡因严重危害子代身心健康,由于可卡因能够通过胎盘屏障以及胎儿的血脑屏障,扰乱大脑细胞信号传导机制,抑制单胺类尤其是多巴胺的转运以及重吸收,对胎儿生长发育、执行功能、功能网络的改变以及大脑形态结构均存在影响。产前可卡因暴露（Prenatal Cocaine Exposure,PCE）已成为一个影响数百万儿童的紧迫的公共卫生问题,并且是一个关系到科学和公共政策前景的关键问题。有证据表明,在育龄妇女中滥用可卡因的情况迅速蔓延,并积累了有害影响。目前关于PCE对大脑结构影响的研究都集中体现在皮质下核团部位,缺乏对大脑皮层整体系统而可靠的研究结论,此外对PCE以及对照组进行的分类研究所选取的特征大多数都是通过手动选择以及基于假设检验得到的,且所得到的神经标志物会受限于样本的规模以及数据的模态种类。针对目前尚未有PCE对青少年大脑形态结构影响的系统性研究的问题,本文首先运用传统统计学方法分析PCE组以及对照组之间存在统计学差异的大脑形态结构,并且重点关注了由于可卡因的机制所影响到的脑区。其次,由于数据稀缺的原因,我们尚不清楚PCE对大脑形态结构的长期影响,我们在此之上对PCE组青少年进行了纵向研究。最后采取不同的特征选择方法进行特征筛选,并运用4种分类方法构造PCE组与对照组的分类模型,选取最优特征子集中的最高分特征,解释其临床学意义。本文研究发现,（1）PCE组和对照组之间的大脑形态结构存在差异,主要表现在皮层灰质体积上,PCE组在左侧顶叶下回以及扣带回峡部上相较于对照组的灰质体积更大,但是在左侧楔前叶以及右侧的颞上回、颞下回、顶叶下回、额中回前部、额中回后部、额下回中部以及后扣带回上PCE组对应脑区的灰质体积要显著小于对照组;其次在其它的皮质层特征上,虽然差异的脑区分布比较广泛以及分散,但是主要的差异脑区都是在与额叶,中央沟回等与边缘系统接洽的部分。边缘系统是富含多巴胺的区域,受到PCE影响最严重的大脑结构部位;（2）本文对PCE组的纵向时间效应也进行了研究实验,在中央前回、中央后回还有额叶当中的额中回、额上回、内侧眶额以及扣带回等与边缘系统接洽的大脑结构上,PCE组青少年都存在着与对照组不一致的发展模式,PCE组表现出了一种加剧正常大脑发育模式的特性,例如在中央前回以及中央后回灰质体积上,PCE在两次间隔时间内增幅是要比对照组更大的,但是在这些区域的皮层厚度上,PCE组的减幅是要大于对照组的;（3）基于ROI提取的9个大脑特征,使用特征选择算法对能够有效区分PCE组以及对照组的特征进行筛选,并且在筛选的结果上利用有监督学习的机器学习算法进行分类模型的训练,在不使用任何特征选择算法的基线模型中表现能力最好的为支持向量机（Support Vector Machine,SVM）,预测模型的受试者工作特性曲线（Receiver operating characteristic,ROC）的曲线下面积（Area Under Curve,AUC）为0.92,准确率（Accuracy,ACC）为0.73。在经过特征选择之后,4种分类模型总体表现得到改善,并且利用基于树的特征选取方法在SVM上表现最佳,AUC为0.94,ACC达到了0.90。