不同MoCA评分下血管性认知障碍患者的灰质体积差异基于体素的形态学分析

目的:采用基于体素的形态学分析(VBM)方法,探究血管性认知障碍(VCI)患者灰质体积与认知障碍程度的关系。方法:选取157例确诊的VCI患者,根据蒙特利尔认知量表(MoCA)评分结果分为轻、中、重度组,均行颅脑MRI扫描和VBM分析。比较3组的颅脑总体积、灰质体积、白质体积、脑室或脑脊液体积,以及灰/白质体积与颅脑总体积之比。对组间差异脑区灰质体积与MoCA评分行相关性分析。结果:与轻度组相比,重度组右侧颞下回、右侧颞中回、右侧额中回、右侧额下回、右侧海马、右侧补充运动区和左侧中央旁小叶的脑灰质体积均显著减少(均P<0.05)。全部患者脑灰质体积与MoCA评分呈正相关(r=0.249,P<0.001);右侧海马区灰质体积与MoCA评分呈正相关(r=0.432,P<0.001)。结论:不同认知功能障碍水平的VCI患者存在额叶、颞叶、顶叶和海马等多个脑区的灰质体积变化,这为认知障碍程度的划分提供了神经影像学证据支持。

基于体素的形态学测量结合ASL在脊髓小脑共济失调3型诊断中的应用价值

目的 探讨基于体素的形态学测量方法 (VBM)结合3D脉冲式动脉自旋标记灌注成像(3D-PASL)对脊髓小脑共济失调3型(SCA3)的诊断价值。方法 前瞻性收集2018年5月~2019年5月经基因检测证实为SCA3的患者,并募集与其性别、年龄、身体质量指数(BMI)匹配的健康志愿者。对所有入组者行基于全脑的T1WI磁化强度预备快速梯度回波(T1MPRAGE)和3D-PASL扫描,获得被试者经Dartel配准后的全脑标准化灰质概率图以及全脑脑血流量(CBF)图。进一步通过组间VBM比较确定灰质体积显著差异的脑区及其特利尔神经研究所(MNI)标准空间坐标作为兴趣区,提取相应脑区的CBF值,并通过非参数检验和受试者工作特性曲线(ROC)分析评价其对SCA3的诊断价值。结果 相比健康对照[n=12,平均(36.92±14.26)岁],VBM示SCA3患者[n=19,平均(40.89±13.72)岁]的右侧小脑半球存在灰质体积显著减低区域,主要位于右侧小脑前叶(MNI坐标x:18,y:-54,z:-19.5)(P<0.05,FWE校正)。进一步对比分析相应区域的CBF值,结果表明SCA3患者右侧小脑前叶的CBF值(56.0±30.9) ml/100 g/min明显高于对照组(29.6±21.0)ml/100 g/min(P<0.05)。ROC分析显示,基于右侧小脑前叶的CBF对SCA3具有中等程度的诊断效能,曲线下面积(AUC)为0.75,特异度、敏感度和界值分别为75.0%、84.2%和29.8 ml/100 g/min。结论 相比健康对照,SCA3患者的右侧小脑前叶灰质体积显著减低,相应区域CBF增高。基于右侧小脑前叶的CBF值可用于诊断SCA3。

基于体素的形态学MRI观察未经药物治疗的强迫症患者脑灰质结构改变

目的探查未经药物治疗的强迫症患者脑灰质结构存在异常的区域,并探讨脑灰质体积改变与临床症状之间的关系。方法用基于体素的形态学方法(voxel-based morphometry,VBM),对比分析21例未经药物治疗的强迫症患者和21例年龄、性别及受教育程度相匹配的正常对照者脑灰质体积存在差异的脑区,并采用耶鲁-布郎量表(Y-BOCS)、汉密尔顿抑郁量表(HAMD)及汉密尔顿焦虑量表(HAMA)评估临床症状。结果强迫症患者与正常对照者相比脑灰质结构存在明显萎缩的区域主要位于双侧眶额叶、前扣带回、右侧丘脑以及右侧小脑(P<0.05,FDR校正),患者左侧眶额叶的灰质体积与耶鲁布朗量表评分之间存在负相关(r=-0.63,P<0.01)。结论 "皮质-纹状体-丘脑-皮质"环路的结构异常在强迫症的发病机制中起着重要作用,同时表明环路外小脑等结构的异常也可能参与了强迫症的病理生理学进程。

基于体素的形态学测量原发性三叉神经痛患者脑灰质体积

目的应用基于体素形态学测量(VBM)技术观察原发性三叉神经痛(ITN)患者脑内灰质体积(GMV)变化。方法将43例ITN患者(ITN组)分为左侧ITN组(LITN组,21例)及右侧ITN组(RITN组,22例)。另选25名健康志愿者作为对照组。对3组均行MR检查,采集VBM数据,测量GMV,并进行统计学分析。结果 LITN组与对照组比较,双侧小脑半球、右侧丘脑GMV增加,左后扣带回、左楔前叶GMV减少(P均<0.001)。RITN组与对照组比较,双侧小脑半球、左海马旁回、左岛叶、右楔叶、中脑导水管周围灰质GMV增加,左颞中回、左中央后回、右颞下回GMV减少(P均<0.001)。RITN组与LITN组比较,左侧小脑半球、双侧岛叶、右中央后回、左扣带回GMV增加,右颞下回、右侧丘脑GMV减少(P均<0.001)。结论 ITN患者脑内GMV发生改变,VBM技术有助于客观反映ITN患者脑内GMV变化。

吸烟者与不吸烟者灰质体积的差异-基于体素的形态学研究(VBM)

目的:了解慢性吸烟者是否存在脑灰质改变。方法:采用磁共振三维成像技术对44名吸烟者和44名相匹配的不吸烟者脑结构扫描,利用基于体素的形态学分析方法进行吸烟与非吸烟者两组之间的脑灰质体积比较。结果:与不吸烟者组相比,吸烟者组的左侧丘脑、额中回区和扣带回灰质体积下降(P<0.001,未纠正)。结论:本研究发现了慢性吸烟者的脑灰质改变(丘脑、额中回区和扣带回灰质体积下降),此结果将有助于进一步研究慢性吸烟的大脑作用机制。

基于体素的形态学测量技术临床应用进展

基于体素的形态学测量(VBM)能定量计算局部脑灰、白质密度和体积的改变,可更精确地显示常规影像检查不能发现的多种神经病变所引起的脑组织形态学改变,为阐明病理机制和病程监测提供了有力工具。

多发性硬化的深部灰质核团和边缘叶萎缩:基于体素的形态学研究

目的:采用基于体素的形态学(VBM)方法探讨多发性硬化患者的脑灰质变化。方法:应用3.0T MRI,对25例复发缓解型多发性硬化(RRMS)患者和22例正常志愿者进行3D T_1WI扫描,通过基于体素的形态学分析全脑灰质和区域灰质核团的变化。结果:与正常对照组比较,多发性硬化的全脑灰质明显萎缩(679.40±52.68mlvs 629.09±54.50ml,P=0.040),其中双侧丘脑、双侧壳核、双侧苍白球、左侧尾状核、左侧海马、左侧海马旁回、双侧扣带回前部、右侧颞上回、右侧颞中回、双侧岛叶体积明显缩小(P<0.001)。结论:多发性硬化存在脑灰质萎缩,主要累及深部灰质核团和边缘叶系统。

应用基于体素的形态学测量技术观察帕金森病灰质改变

目的应用基于体素的形态学测量(VBM)方法,研究帕金森病(PD)患者灰质异常区域及分布特征,从结构上初步探讨其与PD患者非运动症状(NMS)的联系。方法采集3.0T高场强MR高分辨T1WI,运用VBM方法对16例PD患者(PD组)及16名健康人(对照组)的大脑灰质图像进行比较,并用VBM对两组数据的灰质密度差异进行分析,结果采用国际通用的统计参数图表示。结果 PD患者的脑灰质密度较对照组广泛降低,这些区域包括双侧颞叶、双侧枕叶、左侧顶叶、左侧壳核、右侧海马、右侧额叶、右侧岛叶及两侧小脑等区域。结论 VBM方法能较全面、准确、定量地表现PD患者广泛存在的脑灰质密度降低区域,为PD患者的NMS提供了脑结构的神经影像学依据。

基于体素的形态学测量分析脑卒中后残障手的机制

目的:采用基于体素的形态学测量(voxel-based morphometry,VBM),分析脑卒中后全脑内华勒变性的状态,揭示残障手的发生机制。方法:23例脑卒中后右侧偏瘫患者分为两组:残障手组11例,非残障手组12例。12例健康人进入健康对照组。采用3.0T核磁共振仪对所有受试者进行弥散张量成像扫描,利用SPM软件进行VBM分析,用双样本t检验对平滑后的参数图分别进行两两组间比较。提取出残障手组和非残障手组之间FA图存在显著差异的脑区,把存在差异的脑区分别应用到所有受试者的FA图上,然后计算每位受试者对应脑区的平均FA值。MD、AD、RD参数图分析与此一致。结果:与非残障手组相比,残障手组病变同侧的脑干、基底核和丘脑、中央前回、额内侧回、辅助运动区、颞上回、顶叶、枕叶和病变对侧的中央后回FA值显著减小;病变同侧基底核和丘脑的MD、AD值显著增加;病变同侧的基底核和丘脑、脑干的RD值显著增加。残障手组FA较小的脑区(或MD、AD、RD较大的脑区)明显比非残障手组的相应脑区范围广。结论:病变同侧脑干、基底核和丘脑、中央前回、额内侧回、辅助运动区、颞上回、顶叶、枕叶和对侧中央后回华勒变性在残障手形成中起重要作用。

基于体素的形态学分析在缺血性脑卒中的研究进展

缺血性脑卒中(IS)是一种严重的脑组织缺血坏死性疾病,其不同病程阶段的脑结构损伤、重塑与病人后期脑神经功能障碍的恢复及生活质量密切相关。基于体素的形态学分析(VBM)能定量分析全脑灰、白质间体积和密度的差异,在IS的病情评估、病程监测、治疗及康复方案选择等方面表现出独特优势。对VBM技术及其在IS运动功能、认知功能及卒中后抑郁研究等方面的进展进行综述。

基于体素的形态学方法对抑郁症患者的脑结构磁共振研究

目的运用基于体素的形态学分析方法探究首发未治疗抑郁症患者的脑灰质体积变化,探讨抑郁症患者有关脑区脑结构改变,为深入理解抑郁症的发病机制提供新的思路。方法前瞻性连续纳入抑郁症患者30例,正常对照24例,使用同一台PHILPS 3.0T磁共振机器对所有受试者进行MRI结构像扫描,并采用基于体素的形态学分析方法对其脑灰质体积改变进行分析。结果患者组较正常对照组相比,左侧颞中回、右侧岛叶、左侧枕上回及右侧背外侧额上回四个脑区灰质体积明显减小(P<0.05,cluster size>45,Alphasim校正),未观察到有脑灰质体积增高的脑区。结论首发未治疗抑郁症患者较正常对照灰质体积减小的脑区主要涉及额颞枕叶及岛叶,表明抑郁症的发生与多个脑区相关联。

基于体素的形态学分析在认知障碍领域的应用

发现阿尔茨海默病(AD)早期阶段的生物标志物有利于提高AD诊断的准确性及早期诊断AD。随着神经影像及分析方法的发展,基于体素的形态学分析方法(VBM)因其可重复性及准确性引起了人们的重视,利用VBM方法研究AD的灰质体积,可通过神经结构体积的改变预测AD的风险,并发现与AD相关的灰质体积改变的部位,以利于对AD潜在的病理生理学机制的理解,为治疗和预防AD提供帮助。本文结合国内外最新研究进展,就VBM在认知障碍领域的应用做一综述。

基于体素的形态学方法对阿兹海默症患者脑灰质结构的检测

目的利用颅脑磁共振图像研究阿尔茨海默病(AD)患者脑灰质体积的改变。方法利用DARTEL方法对11例AD患者(AD组)和11例健康对照者(HC组)的三维颅脑磁共振图像进行预处理,并对两组数据的全脑灰质进行基于体素的统计学分析。结果与HC组比较,AD组的双侧海马、海马旁回、杏仁核、颞上回、颞中回、尾状核、豆状核、岛叶、小脑脚等结构灰质体积明显萎缩,差异有统计学意义(FDR校正,P<0.05,体素≥50)。结论基于体素的形态学测量能够显示AD患者的脑灰质结构萎缩情况,有助于AD的早期诊断和病情监测。

中国人群帕金森病患者灰质萎缩:采用中国人脑图谱Chinese2020的基于体素的形态学研究

目的采用基于体素的形态学测量(VBM)方法探讨中国人脑图谱Chinese2020检测中国人群帕金森病(PD)患者灰质体积改变的价值。方法收集15例PD患者(PD组)和15名性别和年龄匹配的健康志愿者为对照组。分别采用基于中国人群的脑图谱Chinese2020和基于高加索人群的脑图谱MNI152进行空间标准化,比较配准到这2种标准空间所引起的脑结构形变差异,并采用VBM方法比较2种图谱检出PD患者灰质体积萎缩的脑区以及萎缩脑区灰质占比的差异。结果采用MNI152脑图谱发现PD患者灰质萎缩脑区包括双侧颞叶并扩展至同侧脑岛/海马/海马旁回、左侧枕上回/楔叶/楔前叶及右侧壳核;采用Chinese2020图谱后,除上述脑区外,右侧额中回亦可见灰质体积萎缩。PD组和对照组受试者脑结构配准到Chinese2020空间发生形变小于配准到MNI152空间,且基于Chinese2020检测灰质萎缩脑区灰质占比高于采用MNI152图谱(t=2.502,P=0.037)。结论基于中国人群的神经影像学研究应该采用中国人脑图谱进行空间标准化,其脑结构形变更小、所识别出的脑区灰质占比更高,从而提高检测的准确性。

基于自动分割技术联合基于体素的形态学观察帕金森病脑灰质结构

目的探讨基于自动分割技术联合基于体素的形态学(VBM)观察帕金森病(PD)患者全脑灰质异常区域及分布特征的应用价值。方法基于自动分割技术,应用FIRST工具对29例PD患者(PD组)及30名健康人(对照组)的T1图像皮层下灰质结构精确分割,对比两组各灰质结构体积。并应用VBM方法对两组脑灰质图像进行比较。结果两组右侧壳核皮层下灰质体积差异有统计学意义(t=10.201,P<0.05)。与对照组比较,PD组脑灰质体积(右侧初级运动皮层,双侧额叶、边缘叶、部分左侧小脑后叶、右侧小脑前叶、右侧小脑后叶、右侧颞叶、顶叶、壳核及左侧枕叶)广泛减少,部分左侧小脑后叶体积增加,两侧半球脑体积缺失不对称(右侧大于左侧)。结论通过FIRST工具可精确分割并直接计算皮层下灰质结构体积,应用VBM技术可定量分析脑结构形态学异常;二者结合可较全面地表现PD脑灰质体积广泛减少的形态学特点。

基于体素的形态学分析在脊髓损伤中的研究进展

创伤性脊髓损伤(SCI)通常会导致大脑皮质发生继发性损害,造成神经元凋亡或萎缩。基于体素的形态学(VBM)技术凭借其无创性、精确性的优点,已在SCI患者大脑微观结构变化的研究中得到了广泛应用。本文主要从损伤后皮质萎缩情况及其与患者临床表现间相关性的横向研究结果,损伤早期进行性神经退变的时空模式及其对患者临床结果预测能力的纵向研究结果,损伤持续时间(亚急性、慢性等)、损伤严重程度(完全性、不完全性等)、临床康复情况(感觉运动功能、神经性疼痛等)等因素对研究结果的不同影响这3个方面对VBM在SCI中的研究进展进行综述,并指出未来研究应进一步提高VBM技术的可靠性,同时完善研究方案的设计,以促进VBM在脑功能探索和SCI康复治疗中的作用。

强迫症患者大脑灰质体积变化——基于体素的形态学分析

目的探讨强迫症(OCD)患者大脑灰质体积的变化,并分析其在发病过程中可能存在的相关机制。方法选择31例年龄17~47岁重度强迫症患者和31例正常对照被试者,获取脑结构磁共振T1图像,使用基于体素的形态学测量(VBM)方法,比较强迫症组和对照组大脑灰质体积的差异,并将患者灰质体积差异区与其临床评分进行相关分析。结果与对照组相比,OCD患者在左侧壳核、岛叶、运动前区、顶上小叶以及右侧角回处体积显著减小。左侧壳核和岛叶的体积与患者贝克焦虑量表(BAI)评分成显著负相关。结论左侧壳核、岛叶、运动前区、顶上小叶以及右侧角回的灰质体积变化影响了该脑区功能,从而导致了OCD患者的部分症状。其中左侧壳核以及岛叶的损伤与患者焦虑情绪的异常密切相关。

基于体素的形态学测量在认知障碍相关疾病中的研究进展

认知障碍(cognitive impairment)指患者大脑存在信息处理和存储的异常,主要症状包括记忆力减退、社交及人格方面的障碍。目前认知障碍相关疾病的发病率逐年增高,严重影响患者日常工作、学习和生活。随着MRI技术的发展,特别是基于体素的形态学测量(voxel-based morhpometry,VBM)技术的应用,认知障碍相关疾病的患者脑体积改变与其认知功能的相关性逐渐成为人们研究的热点,这一相关性有望成为临床上预测认知功能障碍的早期生物标志物。因此通过研究认知障碍相关疾病患者疾病进展过程中脑体积的改变,以期早期发现该类患者认知功能的减退,采取措施延缓其进展。该文对VBM技术在认知障碍相关疾病中的研究进展进行综述。

基于体素的形态学方法评价急性脊髓损伤患者脑灰白质体积改变

目的采用基于体素的形态学(VBM)分析方法探讨急性脊髓损伤(SCI)患者脑灰白质体积改变。方法对16例急性SCI患者(受伤时间<30天,SCI组)和20名年龄、性别匹配的正常志愿者(对照组)行脑3DT1W序列扫描,采用VBM分析方法比较2组脑灰白质体积,获得脑灰质体积差异有统计学意义的脑区;测量或计算脑组织体积(BTV)、全脑体积(TIV)、脑灰质体积(GMV)、脑白质体积(WMV)、脑脊液体积(CSFV)和脑灰质分数(GMF)、脑白质分数(WMF)和脑组织分数(BTF)。结果与对照组相比,SCI组双侧下额叶、岛叶、内侧前额叶及前扣带皮质、小脑后叶灰质体积减小,内囊水平皮质脊髓束体积减小。SCI组与对照组间GMV、WMV、CSFV、BTV、TIV及GMF、WMF、BTF差异均无统计学意义(P均>0.05)。结论急性SCI导致远隔部位情绪处理相关脑区灰质及皮质脊髓束萎缩,有助于探讨急性SCI对大脑结构产生影响的作用机制。

基于体素的形态学测量观察终末期肾病患者脑结构变化与认知功能的相关性

目的采用基于体素的形态学测量方法(VBM)检测终末期肾病(ESRD)患者脑结构,探讨脑灰质体积变化与蒙特利尔认知评估量表(MoCA)之间的相关性。方法对47例终末期肾病患者(ESRD组)和46例健康志愿者(正常对照组)行T1WI结构像扫描及MoCA测试,运用DPABI软件对脑结构数据进行预处理,采用SPM 12独立样本t检验分析两组间脑结构数据,获得差异脑区(P<0.05,FWE校正),用SPSS对差异脑区脑体积与MoCA评分行Pearson相关性分析(P<0.05)。结果与正常对照组相比,ESRD组左侧尾状核、左侧海马旁回、左前扣带回、左颞横回、左额中回、左侧前岛叶、双侧中扣带回、右侧颞极、右中央前回内侧段灰质体积减小(P<0.05,FWE校正);左前扣带回体积与MoCA总分、注意力、语言、抽象评分呈正相关(P<0.05);左侧前岛叶体积与MoCA总分、视觉与执行能力、注意力评分呈正相关(P<0.05);左中扣带回体积与注意力评分呈正相关(P<0.05);右中央前回内侧段体积与语言评分呈正相关(P<0.05)。结论ESRD患者部分脑区体积缩小,涉及左前/中扣带回、左侧前岛叶、右中央前回内侧段,主要与认知、注意力、语言功能相关。