KIBRA基因多态性对健康年轻志愿者海马亚区体积影响的研究

目的运用磁共振海马亚区体积自动分割方法研究肾脑表达蛋白(kidney and brain expressed protein,KIBRA)rs17070145位点基因多态性对健康年轻志愿者海马亚区体积的影响。材料与方法通过志愿者招募流程,选择符合入组标准的健康年轻志愿者60名纳入本研究。根据志愿者外周血基因型测定结果将受试者分为两组:一组为C等位基因携带者,另一组为TT纯合子携带者。所有受试者均行头颅磁共振高清结构像扫描,其中23名受试者还进行了神经心理学量表评估。利用Free Surfer V5.3.0软件将每一被试的3D-T1加权成像序列颅脑高清结构像进行海马亚区分割及体积计算,分别得到每个被试左右半球海马各亚区体积。将全脑颅内容积(estimated total intracranial volume,eTIV)作为协变量,去除每个被试头部大小不一所导致的海马体积差异,采用线性回归检验对两组受试者进行组间比较,观察海马亚区体积改变模式。再将有统计学差异的海马亚区体积与神经心理学量表行Pearson相关性统计检验,对其相关性进行观察。结果与TT纯合子携带者组相比,C等位基因携带者组左侧CA1区海马亚区体积增大(P=0.032),其他海马亚区体积组间无统计学差异(P>0.05)。并且在23名被试中,左侧CA1区海马亚区体积与数字连线测验-B(NCT-B)完成时间呈明显正相关(r=0.459,P=0.028)。结论在健康年轻受试者中,左侧CA1区海马亚区体积受到KIBRA基因多态性的影响,KIBRA C等位基因携带者左侧CA1区海马亚区体积的增加可能是对空间记忆和执行功能减低的一种代偿作用,该研究结果有助于KIBRA基因多态性与健康年轻人空间记忆和执行功能关系神经机制的研究。

全智能精确胸部解剖定位CT检查安全性和辐射剂量的研究

目的探讨全智能精确胸部解剖定位CT检查用于筛查发热门诊时,相对常规胸部CT是否具有更好的安全性和更低的辐射剂量。方法选取我院发热门诊227例行胸部CT检查患者的临床和图像资料。其中,80例患者采用常规手动胸部定位扫描,为手动组(A组);147例患者采用全智能精确胸部解剖定位扫描,随机分为半自动组(B组)83例和全自动组(C组)64例。比较各组检查流程的不同。记录患者年龄、性别和身体质量指数(BMI),并观察图像是否符合临床诊断要求。测量扫描视野(FOV)边缘距离肺组织上、下、左、右的最短径(L上、L下、L左、L右)。记录剂量报表中容积CT剂量指数(CTDIvol)和剂量长度乘积(DLP),计算扫描长度(Ls)和有效剂量(E)值。测量乳头平面前后径(AP)和左右径(LR),计算有效直径(ED)和转换因子(fsize),并计算体型特异性剂量估算(SSDE)和体型特异性有效剂量(ESSDE)值。比较患者L上、L下、L左、L右、Ls、E、ED、fsize、ESSDE的组间差异。结果B组和C组检查流程实现医患零接触。A、B和C三组患者年龄、性别、BMI、ED和fsize差异均无统计学意义,临床扫描要求符合率均为100%。从A组至C组,L上、L左、L右、Ls、E和ESSDE均呈逐渐减小趋势(P<0.05)。多重比较结果显示L上、E和ESSDE在3组间两两比较差异均有统计学意义(P<0.05);而L左、L右和Ls仅在A组与另2组间差异有统计学意义(均P<0.05)。结论全智能精确胸部解剖定位CT在筛查发热门诊可能特殊感染患者时,避免了医患接触,并且胸部解剖定位更精确,辐射剂量更低。

COVID-19的临床和影像特征与试行指南的映证分析——离汉通道关闭后的区域代表性定点医院的单中心调查

旨在分析在关闭离汉通道这类强有力的切断传染途径的干预措施下,新型冠状病毒肺炎(Corona Virus Disease 2019,COVID-19)在南京地区代表性定点医院的流行病学、临床、影像学的特点及发展趋势,并与国家卫生健康委员会发布的《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第五版)》(简称诊疗指南)进行对照.发现:COVID-19在医院/家庭环境中的人际传播在关闭离汉通道后的武汉以外的地区依旧存在;随着时间的推移,本定点收治医院的患者存在区域病患数目下降的趋势;无论是否有流行病学病史,影像学上均呈现肺外周带为主的多发磨玻璃样病变或者结节状病变.利用胸部CT特征性表现来诊断COVID-19的价值较高,可以发挥快速和准确诊断的重要作用,与现行的诊疗指南中将其作为重要诊断证据的指导意见相符.

正常成年人嗅觉神经环路激活与行为学的相关性研究

目的:嗅觉障碍是阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)中最早期的临床表现,早于记忆和认知功能减退,但是关于嗅觉神经环路的研究比较少。本研究将利用嗅觉刺激任务态功能磁共振(f MRI)探讨正常成人嗅觉神经环路激活与行为学的相关性,为进一步研究AD嗅觉障碍奠定方法学和理论基础。方法:招募30名年轻志愿者,进行嗅觉行为学测试、任务态fMRI扫描以及神经心理学测试。分析嗅觉行为学的重复性及其与任务态fMRI脑激活之间的相关性。结果:本研究结果显示正常年轻人嗅觉阈值为10.1±2.7,识别及回忆功能正确率平均约为75.5～80%。在嗅觉任务态fMRI中显著激活的脑区包括:双侧杏仁核、海马及海马旁回、眶额回(Orbito frontal cortex, OFC)、岛叶、梨状皮层,仅在眶额回具有偏侧性。男女之间嗅觉行为学及脑功能激活强度未见明显差异(p>0.05),嗅觉行为学与脑激活程度之间未见明显相关性。结论:正常年轻人嗅觉行为学及脑功能均未见明确性别差异,为后续研究AD患者排除了性别的干扰;在嗅觉任务态fMRI中显著激活的脑区构成了正常成人初级到高级的嗅觉神经环路,且在眶额回有明显偏侧性,为进一步研究AD患者的嗅觉神经环破坏机制提供了参考标准。

MRI不同影像组学模型预测胶质瘤MGMT启动子甲基化状态的研究

目的 探讨MRI的不同影像组学模型预测术前脑胶质瘤O^(6)-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶(O^(6)-methylguanine-DNA methyltransferase,MGMT)启动子甲基化状态的效能。材料与方法 回顾性分析经手术病理证实的114例大脑胶质瘤患者的MRI影像资料,包括T1WI、T2WI、ADC及T1WI增强序列。其中MGMT启动子甲基化阳性58例,阴性56例,按8∶2比例分为训练组(91例)与验证组(23例),在T2WI及T1WI增强序列分别对肿瘤加水肿区及肿瘤核心区进行三维手工分割,提取总共688个影像组学特征,采用主成分分析进行特征降维,方差分析用于特征筛选,应用逻辑回归(Logistic regression,LR)算法、Lasso的逻辑回归算法(Logistic regression via Lasso, LR-Lasso)、支持向量机(support vector machine, SVM)、贝叶斯分类器(native Bayes,NB)构建诊断模型,5倍交叉验证方法用于训练模型,验证组数据用于评估模型的预测性能,ROC曲线用于计算模型的准确率、敏感度和特异度,ROC曲线下面积(area under curve,AUC)用于评估模型的预测性能。结果 LR模型的AUC值、准确率为0.90和91%,敏感度和特异度为92%和91%,LR-Lasso模型的AUC值、准确率为0.80和74%,敏感度和特异度为67%和82%,SVM模型的AUC值、准确率为0.89和87%,敏感度和特异度为83%和91%,NB模型的AUC值、准确率为0.69和74%,敏感度和特异度为75%和72%。基于LR模型预测效能最高。结论 MRI影像组学模型对预测术前脑胶质瘤MGMT启动子甲基化的状态具有一定应用价值,4种模型预测效能中LR模型预测效能最高。

时间移位分析与动态磁敏感对比增强在慢性脑缺血灌注评估中的对比研究

目的分析基于血氧水平依赖信号(BOLD)静息态功能磁共振(rs-fMRI)的时间移位分析(TSA)方法与动态磁敏感对比增强灌注加权成像(DSC-PWI)评估颈动脉狭窄患者脑血流灌注的一致性。资料与方法纳入31例单侧重度无症状颈动脉狭窄患者,同时行rs-fMRI和DSC-PWI扫描,并以DSC-PWI达峰时间(TTP)参数图为标准分为非缺血组17例和缺血组14例。两组患者分别勾画感兴趣区(ROI),并测量ROI与对侧相同ROI的TTP值和TSA延迟值,取其差值的绝对值ΔTTP与ΔTSA延迟时间进行相关性分析。结果缺血组患者ΔTTP与ΔTSA延迟时间均大于非缺血组,差异有统计学意义(P<0.05)。非缺血组中,ΔTTP与ΔTSA延迟时间在大脑前动脉皮层区(r=0.566,P=0.018)、大脑中动脉M2段上方前皮层区(r=0.541,P=0.025)和大脑中动脉M3段上方前皮层区(r=0.678,P=0.003)呈正相关;缺血组中,ΔTTP与ΔTSA延迟时间在缺血区呈正相关(r=0.641,P=0.013)。结论基于rs-fMRI的TSA方法与DSC-PWI参数TTP具有良好的一致性,能够为早期评估脑缺血患者血流灌注提供无创、无电离辐射的新方法。

网格细胞的电生理及脑功能成像研究进展

自2005年以来,网格细胞被发现存在于多种哺乳动物的内嗅皮层,它具有独特的六边形网格样空间放电特点以及路径整合功能,是空间导航神经环路中重要的细胞基础。过往相关研究局限于动物水平实验和有创伤神经电生理学实验,而近年来,研究者们成功实现了用f MRI技术在活体人脑中对网格细胞进行检测,并发现网格细胞参与除空间导航以外的更抽象的认知过程,因此网格细胞在人类认知中的作用越来越受到关注。空间导航障碍是阿尔兹海默病最早的征象,而探索空间导航的神经机制是神经科学的重要研究内容。作者就网格细胞的电生理和脑功能成像研究进展展开综述。

基于ROI的体积测量和基于顶点的形态学分析对2型糖尿病患者皮层下灰质核团形态改变及其与认知障碍的相关性研究

目的:探索2型糖尿病(Type 2 diabetes mellitus,T2DM)患者皮层下灰质核团的形态改变特征及其与T2DM患者认知功能减退的关系。方法:招募T2DM患者121例及正常对照56例,进行三维T1加权成像(3D T1WI)扫描,采用基于感兴趣区(Region of interest,ROI)的体积测量法和基于顶点的形态学分析法比较两组灰质核团即伏隔核、尾状核、壳核、杏仁核、苍白球、丘脑和海马的形状及体积差异,并与蒙特利尔认知评估量表(Montreal cognitive assessment,MoCA)等认知评估量表得分及糖化血红蛋白(HbA1C)等生化指标做偏相关分析。用受试者工作特征(Receiver operating characteristic,ROC)曲线评价这两种方法对于T2DM患者灰质核团形态改变的诊断价值。结果:基于ROI的体积测量发现T2DM组的左侧尾状核和右侧海马体积较对照组显著减小;基于顶点的形态学分析显示,T2DM组较对照组在双侧尾状核、双侧苍白球、右侧海马及右侧丘脑均出现显著萎缩样形态改变。偏相关分析显示左侧苍白球、右侧丘脑及右侧海马的结构改变与认知量表表现存在相关性。ROC曲线显示,基于顶点的形态学分析法评估T2DM患者灰质核团形态改变的曲线下面积(Area under the curve,AUC)为0.749,显著优于体积测量的0.619(P=0.02)。结论:T2DM患者的灰质核团改变与认知功能衰退相关。基于顶点的形态分析相比基于ROI的体积测量对检测T2DM患者灰质核团的结构改变更敏感,有助于早期发现T2DM患者的认知损伤,从而实现针对性干预和治疗,延缓认知衰退进展。

联合FCD和VBM研究AD和MCI患者的脑结构和功能改变

目的:本研究将利用基于体素形态测量学(voxel based morphometry, VBM)和基于静息态血氧水平依赖功能磁共振(blood-oxygenleveldependentf MRI,BOLD-fMRI)的功能连接密度(functional connectivity density,FCD),比较阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)、轻度认知障碍(mild cognitive impairment,MCI)和健康老年人对照(normal control,NC)组间脑灰质体积和脑FCD的改变。方法:对19名AD患者,22名MCI患者,以及32名性别、年龄匹配的NC进行三维脑结构磁共振和BOLD-fMRI检查。采用VBM的方法分析AD、MCI、NC全脑的形态学改变。采用全脑功能连接密度(global FCD,gFCD)、短程功能连接密度(short-range FCD,sFCD)和长程功能连接密度(long-range FCD,lFCD)的方法分析AD、MCI、NC脑功能活动状态,gFCD用于分析每个体素与全脑体素的连接数量,s FCD用于分析每个体素与周围体素的连接数量,lFCD用于分析每个体素与远端体素的连接数量。利用SPM8、DPARSF、REST软件进行统计分析,采用方差分析、两样本t检验,p value<0.01差异有统计学意义。结果:AD与NC相比,双侧海马、海马旁回和左侧中央前回灰质显著萎缩(pvalue<0.01),楔前叶的sFCD显著减小(pvalue<0.01);AD与MCI相比,双侧海马及海马旁回灰质显著萎缩(p value<0.01),楔前叶的sFCD显著减小(p value<0.01);MCI与NC比较,左侧中央前回灰质显著萎缩(p value<0.01),楔前叶sFCD有减小趋势(pvalue=0.06)。AD、MCI、NC的gFCD和l FCD各组之间无显著差异。结论:本研究证实了AD和MCI患者双侧海马、海马旁回和左侧中央前回脑萎缩之外,还发现楔前叶的短程功能连接密度在患者中减低,为AD和MCI患者脑结构和功能退化的机制研究奠定了理论和方法学基础,有助于临床的早期诊断和治疗。

轻度认知障碍患者海马和皮质下核团形状特征预测AD病理改变的研究

目的:探索皮质下核团的形状在轻度认知障碍(MCI)中的改变特征,及其在无创性预测AD源性MCI上的临床意义。方法:搜集AD神经影像学项目(ADNI)数据库中MCI组112例及正常对照组(NC)140例,采用顶点分析法比较组间海马,丘脑、杏仁核等皮质下核团的形状,并与简明精神状态量表(MMSE)评分、脑脊液β淀粉样蛋白42(Aβ42)、总Tau蛋白(t-Tau)及磷酸化Tau蛋白(p-Tau)水平作相关性分析。进一步根据脑脊液Aβ42及p-Tau的水平,将MCI患者分为A+T+(Aβ42及p-Tau均阳性)、A+T-(Aβ42阳性,p-Tau阴性)与A-T-(Aβ42及p-Tau均阴性)3个亚组,比较组间皮质下核团的形状差异。结果:MCI组相比于NC组的左侧海马背外侧、右侧海马腹内侧、左侧丘脑前背侧、右侧丘脑背内侧、双侧杏仁核前背侧及左侧尾状核前内侧出现显著萎缩(P<0.01)。双侧海马、丘脑及杏仁核的形变量与MMSE及Aβ42呈显著正相关(P<0.05);左侧尾状核形变量与MMSE呈显著正相关,与Aβ42无显著相关;左侧杏仁核形变量与t-Tau及p-Tau呈显著负相关,其余核团与t-Tau及p-Tau未见显著相关。MCI患者中A+T+组比A-T-组的左侧杏仁核前背侧显著萎缩(P<0.05),而A+T+与A+T-及A+T-与A-T-的组间比较未见统计学差异。结论:MCI患者的皮质下核团表面形状存在特异性改变,且伴随不同AD病理改变的MCI亚组间,核团的损伤机制存在差异。表明皮质下核团形状分析有助于早期诊断MCI并预测AD源性MCI,从而实现针对性干预和治疗,延缓AD病情进展。

基于独立成分分析和支持向量机的AD脑结构特征提取和分类研究

目的:采用数据驱动的自适应方法进行脑区划分,寻找反映AD-轻度认知障碍(MCI)-正常(NC)人群脑结构差异的特征性脑区,比较新的脑区划分方法与既有脑区划分模板在机器学习中识别三类人群的效能。方法:收集ADNI数据库中AD(151人)、MCI(124人)、NC(171人)三类人群的磁共振脑结构像,经过基于体素的形态学方法(VBM)处理后使用基于来源的形态学方法(SBM)分析输出脑区划分结果,与两份既有脑区划分模板(AAL-90与AAL-1024)一起,将脑区成分作为分类特征,年龄、性别、教育年限作为控制变量引入支持向量机,对三类人群进行两两对比,采用留一法依次将单个被试作为测试集,其余该对比中的被试作为训练集,记录并比较分类结果。结果:基于SBM的成分进行的特征提取的敏感性、特异性和总准确率方面均优于另外两种方法。在统计意义上,基于SBM方法的分类ROC曲线的AUC值均显著高于其它两种方法,体现了更好的分类效果。结论:本研究采用数据驱动的自适应脑区特征识别与划分方法,得到了新的脑区划分结果,在SVM分类器应用中观察到了对比既有脑区划分模板更高的准确性与敏感性结果。这些发现有助于AD及MCI人群与健康人群的鉴别,从而为AD早期诊断与干预提供帮助。

帕金森病患者静息态功能磁共振脑功能连接密度改变的研究

目的:探讨帕金森病(PD)患者静息状态下脑功能连接密度(FCD)的改变,并分析异常脑区FCD值对PD的诊断价值以及与严重程度的相关性。方法:回顾性分析45例PD患者和24名正常对照(NC)志愿者静息态功能磁共振(rs-fMRI)数据。基于Matlab2013b平台,使用SPM12、DPABIV4.3和Restplus软件包对rs-fMRI数据进行预处理并计算FCD图。比较PD和NC两组全脑FCD差异,提取异常脑区的FCD值。采用ROC曲线分析各异常脑区FCD值及联合应用的PD诊断效能。分析异常脑区FCD值与PD患者病程、Hoehn&Yahr(H-Y)分级和统一帕金森病评定量表(UPDRS)评分的相关性。结果:PD患者FCD降低的脑区主要位于右侧舌回、双侧脑岛和左侧颞上回,FCD增高的脑区主要位于左侧额中回。联合应用各异常脑区FCD值诊断PD的曲线下面积(AUC)为0.955,与右侧舌回、左侧脑岛、左侧颞上回、左侧额中回的AUC(0.881,0.860,0.816和0.833)均差异有统计学意义(P均<0.05),与右侧脑岛的AUC(0.922)差异无统计学意义。右侧舌回FCD值与UPDRS I评分呈负相关(r=-0.302,P=0.044),左侧脑岛FCD值与H-Y分级呈正相关(r=0.349,P=0.019),左侧额中回FCD值与H-Y分级、UPDRS II评分和UPDRS III评分均呈负相关(r=-0.327,-0.318,-0.327,P均<0.05)。结论:PD患者存在FCD异常脑区,异常脑区的FCD值对PD具有较高的诊断效能,且与PD症状严重程度相关。

基于典型相关方法提取阿尔茨海默病患者灰质形态学特征研究

目的:基于典型相关方法(canonical correlation analysis,CCA)提取阿尔茨海默病患者灰质形态学中与脑脊液Aβ和Tau蛋白相关的高维信息,并在独立验证集中使用该形态学特征检验的有效性。方法:从国际阿尔茨海默病(Alzheimer’s Diseases,AD)影像学数据库ADNI纳入高分辨率3D-T1W图像446例,其中具有脑脊液(CSF)Aβ和Tau检测结果的194例被试作为训练集,剩余252例作为测试集。基于常规皮层分割和基于体素的形态学方法,定量所有被试大脑90个脑区体积(基于anatomical automatic labeling,AAL脑分区)。在训练集中,通过CCA方法,提取与CSF的Aβ、Tau等指标构成典型相关的脑灰质形态学高维指标。然后,利用从训练集获取的CCA系数对测试集样本定量相同的CSF相关脑灰质形态学分数。通过AD、MCI和对照组组间差异及与被试认知量表分数相关分析,检验该分数是否能有效用于测试集中描述疾病发展阶段,并预测认知功能。结果:在训练集中,通过CCA可分离出两组相关成分,其中一组脑体积分数高贡献脑区集中于海马、海马旁回等内侧颞叶区域,对应脑脊液分数主要由Tau指标贡献。另一组脑体积分数主要贡献脑区为内侧额叶、皮下核团等区域,对应脑脊液分数主要由Aβ贡献。两组脑脊液分数和脑体积分数的相关系数分别达到0.835与0.771。在测试集中,同样计算出的两组脑体积分数差异均有统计学意义(两组分数分别为F=5.60,p=0.004;F=3.52,p=0.03)。两组分数均与MMSE得分存在显著相关性(R=0.2,p=0.002;R=0.13,p=0.03)。结论:本研究证明了基于CCA方法辅助临床诊断数据应用于阿尔茨海默患者的可靠性。

轻度认知障碍患者空间导航障碍与脑白质高信号的相关性

目的探索轻度认知障碍(MCI)患者脑白质病变与空间导航能力之间的关系。方法选取2015年1月至2018年2月在南京大学医学院附属鼓楼医院就诊的32例MCI患者[年龄(66±11)岁,男16例,女16例]以及年龄、性别、受教育程度匹配的28位健康对照组(NC)[年龄(70±11)岁,男19名,女9名]进行空间导航能力测试和神经行为心理学量表评价;采用横断面研究,所有被试同时均进行3.0T磁共振三维液体反转恢复序列及高分辨T1加权成像扫描,采用白质高信号分割工具包(W2MHS)自动标记并提取白质高信号的体积。结果MCI患者自我参照导航(P=0.002)、环境参照导航(P=0.039)的平均误差距离均大于对照组,混合(环境参照和自我参照)导航的平均误差距离与正常对照组无差异(P=0.070),而全脑白质高信号体积、侧脑室旁白质高信号体积、深部白质高信号体积组间差异无统计学意义(均P>0.05)。偏相关分析显示控制年龄、性别、教育程度及全脑容积后,MCI患者混合(环境参照和自我参照)导航的平均误差距离与全脑白质高信号体积、深部白质高信号体积及侧脑室旁白质高信号体积呈正相关(r=0.469、0.434、0.512,均P<0.05),环境参照导航的平均误差距离与侧脑室旁白质高信号体积(r=0.403,P=0.033)正相关,自我参照导航平均误差距离与脑白质高信号体积无关联性。结论MCI患者空间导航能力与脑白质病变有关,对进一步研究影响人类空间导航能力的潜在生物学机制具有重要意义。

基于快速区域卷积神经网络对于胸部数字X线摄影图像异物的自动检测

目的探讨快速区域卷积神经网络(Faster RCNN)在胸部数字X线摄影(DR)图像异物位置和类型自动检测中的应用价值。方法对960张胸部DR图像进行Faster RCNN训练、验证及测试,按3∶1∶1的比例随机划分数据集为训练集(576张)、验证集(192张)和测试集(192张)。使用开源分割工具ImageJ对左、右肺野及异物(共13类)进行标注,其中左、右肺野采用区域标记,异物采用包围框标记。肺野分割精确程度采用肺野预测模型度量函数IoU值表示。异物位置标注结果分为三类:图像无异物,图像有肺野内异物,图像有肺野外异物。将检测结果用三分类混淆矩阵表示,并计算三类图像的召回率、精确率及最终分类的准确率。并输出对各类异物检测的平均精确率(AP)和总平均精确率(mAP)。结果训练集和验证集共768张胸部DR中的645张含有异物,共4655个。测试集左肺分割平均IoU值为0.959,右肺分割平均IoU值为0.958。单例测试耗时5 s。图像无异物,图像有肺野内异物和图像有肺野外异物三类图像的召回率分别为94%、75%和82%,精确率分别为88%、98%和70%;总准确率为86%。对各类异物检测的AP范围为66%~100%,mAP为81%。结论 Faster RCNN可满足影像质量控制工作中自动检测DR图像异物的要求。

机器学习在脑肿瘤MRI中的发展及应用

机器学习在脑肿瘤MRI中的应用已经成为当下研究热点,其对于脑肿瘤在术前、术中、术后各期的诊断和治疗均有较大临床价值。目前,机器学习在脑肿瘤的自动分割、分类和分型的辅助诊断、术中路径的辅助分析、预后预测、数据收集等方面都取得了较大进展,但其在广泛投入临床应用前尚需克服一些限制阻碍。期望未来临床医师可以将两个领域更好地结合,使其成为脑肿瘤诊疗过程中的重要工具。

基于功能MRI研究主观认知下降患者初级嗅觉皮层的神经活动

目的采用嗅觉刺激任务态功能磁共振(task-fMRI)探讨主观认知能力下降(SCD)患者与正常老年人的嗅觉脑区激活差异,探寻早期识别和评估SCD向阿尔茨海默病(AD)转化的客观影像标志物。方法2017年3月至2018年12月从社区招募20例SCD患者(SCD组)及20名匹配的正常老年人(NC组)。所有受试者均进行全套认知心理学量表测试、嗅觉行为学测试及嗅觉task-fMRI。分析两组被试之间的嗅觉行为学、认知心理学量表及task-fMRI脑激活之间的差异,进一步采用两组在任务态有差异的脑区为种子点做静息态功能连接分析,计算脑区激活与行为学的相关性。结果与正常被试比较,SCD患者的嗅觉行为学(嗅觉识别能力)显著下降(t=-3.042,P<0.01),嗅觉阈值差异没有统计学意义。在SCD自评量表(t=6.973,P<0.01)、费城词语学习的即刻(t=-4.623,P<0.01)和延迟(t=-2.746,P<0.01)测试中也出现显著下降,其余常规认知心理学量表均表现为正常。嗅觉任务态fMRI中,SCD患者双侧初级嗅觉皮层(POC)的激活显著下降,包括双侧内嗅皮层、梨状皮层、杏仁核、嗅前核以及海马头部。以POC为种子点,静息态功能连接显示SCD患者嗅觉系统与默认网络的功能连接显著减弱(AlphaSim校正,体素水平,P<0.01,簇水平,P<0.05)。偏相关分析发现,左侧POC的嗅觉激活与嗅觉阈值和蒙特利尔认知评估量表(MoCA)存在显著正相关(r=0.329,P=0.041;r=0.317,P=0.046)。以左侧POC为种子点,与右/左侧眶部额下回、左侧额中回及右侧顶下缘角回的功能连接值与即刻费城词语学习评分之间存在正相关(r=0.411,P=0.008;r=0.400,P=0.011;r=0.329,P=0.003;r=0.454,P=0.003);与右侧眶部额下回的功能连接值和连线测试B评分之间呈负相关(r=-0.317,P=0.047);与右侧顶下缘角回的功能连接值和语言流畅性测试评分之间呈负相关(r=-0.333,P=0.036)。以右侧POC为种子点,与左侧顶下缘角回的功能连接值和即刻费城词语学习评分之间呈正相关(r=0.315,P=0.048);与左侧枕中回的功能连接值和语言流畅性测试存在显著负相关(r=-0.403,P=0.01)。结论在常规认知心理学量表表玖为正常的SCD患者中,嗅觉功能已出现损伤,内嗅皮层等初级嗅觉皮层的活动改变可能是早期客观评价SCD神经环路损伤的生物标志物。

阿尔茨海默病患者脑扩散张量成像自动纤维定量分析

目的探讨磁共振(magnetic resonance,MR)扩散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)自动纤维定量(automatic fiber quantification,AFQ)在阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)诊断预测中的应用价值。方法搜集21例AD患者(AD组)和33例正常对照(NC组)的临床和MR资料。采用AFQ软件分析DTI数据,追踪脑内20根白质纤维束,比较各纤维束各项异性指数(fractional anisotropy,FA)、平均扩散系数(mean diffusivity,MD)值的组间差异。沿每根纤维束走行方向分成100等份,将各等份的FA或MD值作为一个特征。筛选具有组间差异的特征,通过支持向量机(support vector machine,SVM)留一法交叉验证对AD和NC进行分类。采用受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线评价分类效能。结果20根纤维束中的11根[左/右丘脑前束(anterior thalamic radiation,ATR)、左/右皮质脊髓束(corticospinal tract,CST)、胼胝体膝部束(corpus callosum,CC Genu)、右下纵束(longitudinal fasciculus,ILF)、右上纵束(superior longitudinal fasciculus,SLF)、左/右钩状束(uncinated fasciculus,UF)和左/右弓形束(arcuate fasciculus,AF)]在所有受检者中被成功追踪。相对NC组而言,AD组2根纤维束(左/右UF)的FA值明显减低(t=-2.532,-2.391,均P<0.05),7根纤维束(左ATR、左/右CST、右ILF、左/右UF、左AF)的MD值明显升高(t=2.569,2.411,2.108,2.357,3.773,3.796,3.492,均P<0.05)。在11根纤维束的2200个特征中筛选出412个具有组间差异的分类特征,其中78个FA特征分布于7根纤维束(左ATR、左/右CST、CC Genu、右ILF、左/右UF),334个MD特征分布于9根纤维束(左/右ATR、左/右CST、CC Genu、右ILF、左/右UF、左AF)。SVM分类准确度为85.19%,敏感性为80.95%,特异性为87.88%,ROC曲线下面积为0.8947。结论基于DTI的AFQ分析在AD诊断预测中具有较高的应用价值。

2型糖尿病患者认知功能及嗅觉任务态功能磁共振研究

目的评价认知功能正常的2型糖尿病患者嗅觉脑区激活改变情况及其与糖尿病相关代谢指标的相关性。方法对2016年2月至2017年8月就诊于南京大学医学院附属鼓楼医院内分泌科的51例2型糖尿病患者及41名非糖尿病志愿者进行全套认知功能评估;嗅觉阈值、气味识别及回忆能力测试;并通过3.0 T磁共振进行气味刺激任务态功能磁共振扫描并做组间比较观察嗅觉脑区激活差异。2组间的比较采用独立样本/检验和卡方检验。结果2型糖尿病患者在嗅觉行为学测试中嗅觉阈值得分显著低于对照组[(8.7±3.2)比(11.0±2.5)分,/=2.618,P<0.01]o功能磁共振提示相较于对照组,2型糖尿病患者在左侧海马旁、海马激活减弱(Alphasim矫正,P<0.05)。相关分析表明,在校正年龄、性别和教育时间后,2型糖尿病患者血清2hC肽水平与执行功能测试耗时呈负相关(c-0.434,PV0.01)、嗅觉功能测试及左侧海马旁脑区激活值呈正相关(r=0.379.0.288,均Pv0.05)°结论2型糖尿病患者表现认知衰退症状前,嗅觉相关脑区已有激活改变。嗅觉脑区功能受损可作为糖尿病相关认知障碍的早期影像学指标。

胎儿大脑皮质发育畸形的影像-病理对照分析

目的分析胎儿大脑皮质发育畸形的产前MRI图像特征,并与病理结果对照分析,以总结胎儿MRI的诊断价值和图像特征。方法选择行颅脑MRI检查者,经引产胎儿病理解剖确诊为大脑皮质发育畸形,将病理解剖结果与产前MRI图像对照,回顾性分析胎儿大脑皮质发育畸形的产前MRI诊断价值及图像特征。结果经引产胎儿病理解剖证实胎儿大脑皮质发育畸形11例,其中无脑回畸形4例,巨脑回畸形4例,局部多微脑回畸形3例。本组病例产前超声均未诊断,产前超声诊断敏感性和特异性均为0%,产前MRI均明确诊断,产前MRI诊断敏感性和特异性均为100%;4例无脑回畸形产前MRI图像特征:胎儿孕龄(24.4±0.3)周,胎儿两侧顶枕沟、矩状沟、中央沟、中央前沟、中央后沟、扣带沟均未见显示,胼胝体发育不良,侧脑室扩张。合并其他畸形:1例合并小头畸形及脑坏死。4例巨脑回畸形产前MRI图像特征:胎儿孕龄(28.1±5.5)周,胎儿两侧顶枕沟及矩状沟可见,中央沟、中央前沟、中央后沟、扣带沟均未见显示,见粗大脑回,胼胝体发育不良,侧脑室扩张。合并其他畸形:1例合并脑穿通畸形。3例多微脑回畸形产前MRI图像特征:胎儿孕龄(30.7±4.8)周,局部大脑皮质见细小脑回,数目增多。合并其他畸形:1例合并胝体发育不良,脑室扩张,大脑缺血缺氧性脑病;1例合并胝体发育不良,脑室扩张;1例合并脑穿通畸形。结论产前MRI可准确诊断胎儿脑组织、脑沟及脑回的发育状况,能明确诊断胎儿大脑皮质发育异常的具体分型及颅脑合并畸形,为产科处理及大脑皮质发育畸形的研究提供可靠依据。