基于体素形态学分析探讨脑梗死远隔丘脑和黑质损害研究

目的探讨颅脑核磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)体素形态学分析(voxel-based mor⁃phometry,VBM)对检测脑梗死患者远隔丘脑和黑质继发性损害的临床价值。方法前瞻性招募19例首次单侧大脑中动脉(middle cerebral artery,MCA)供血区脑梗死患者,在发病后1周、1个月、3个月分别行MRI三维全脑扫描,应用VBM方法分析丘脑和黑质体积的变化。结果VBM结果显示,与发病1周时相比,脑梗死患者在发病1个月和3个月时同侧丘脑体积减小(体素值分别缩小637 mm^(3)、1488 mm^(3),P<0.01),且体积萎缩部位主要位于丘脑背内侧核。同样,与发病1周时相比,脑梗死患者在发病1个月和3个月时同侧黑质体积减小(体素值分别缩小64 mm^(3)、76 mm^(3),P<0.05)。结论VBM技术可在脑梗死后1~3个月检测MCA供血区脑梗死患者同侧丘脑和黑质体积缩小,可用于检测其继发性损害。

基于体素的磁共振形态学测量分析法检测局灶性皮质发育不良的临床应用

目的研究基于体素的磁共振形态学测量分析方法在检测局灶性皮质发育不良(focal cortical dysplasia,FCD)的应用价值。方法纳入北京天坛-丰台癫痫中心2015年至2016年期间病理确诊为Ⅰ型和Ⅱ型FCD的44例患者。对患者的头颅MRI用形态学测量分析程序(morphometric analysis program,MAP)进行处理,比较MAP中延伸图像、交界图像和厚度图像对FCD病变的检出率;并比较传统人工阅片与MAP辅助阅片检出率的差异。结果 MAP的交界图像和厚度图像对FCD病变的检出率要高于延伸图像。传统人工阅片和MAP辅助阅片均未检测出Ⅰ型FCD病变;但相对于前者,后者明显地提高了Ⅱ型FCD的检出率,尤其是ⅡA型FCD的检出率(P=0.03,P=0.05)。结论 MAP有助于在癫痫患者中筛选FCD,或对可疑的异常影像加以确认。但对于再次手术或者真正MRI阴性的FCD患者,MAP的作用并不明显。

基于表面形态学分析和基于体素形态学分析在“MRI阴性”儿童及青少年额叶癫痫中的应用

目的应用基于表面形态学分析(surface-based morphometry,SBM)和基于体素形态学分析(voxel-based morphometry,VBM)两种方法对MRI阴性的儿童及青少年额叶癫痫全脑区形态学进行测量,探讨儿童及青少年额叶癫痫患者脑微结构改变的形态学特征,分析脑微结构改变的脑区与病程、智商(intelligence quotient,IQ)之间的相关性。材料与方法纳入在我院神经内科及儿科就诊的儿童及青少年癫痫患者,癫痫患儿的诊断需要满足2017年国际抗癫痫联盟(International League Against Epilepsy,ILAE)制定的诊断标准,根据患儿的病史、脑电图分析及临床症状等挑选出额叶癫痫患者作为病例组。同期招募健康患儿作为对照组。须详细记录研究组和对照组的临床信息。分别对两组被试行MRI检查,获取高分辨率3D-T1WI结构像数据、T2液体衰减反转恢复(T2 fluid attenuated inversion recovery,T2-FLAIR)序列扫描数据等。病例组被试于检查3天内采用中国-韦氏儿童智力量表行智力测试。SBM、VBM分别采用FreeSurfer软件和VBM软件对所有被试进行脑形态学分析,采用SPSS 23.0分析MRI阴性额叶癫痫患儿形态学改变的脑区与病程、IQ之间的相关性,比较FreeSurfer、VBM两种分析软件所得异常脑区的异同。结果两组被试的性别、年龄、受教育年限差异无统计学意义(P>0.05);与对照组相比,SBM分析结果显示病例组存在异常脑区:左侧大脑皮层的额极、额上回、中央后回和右侧大脑皮层梭状回、额中回、额下回以及双侧颞上回表面面积缩小(P<0.05),左侧大脑皮层中央前回、右侧大脑皮层的楔前叶和额叶上、中、下回皮层楔前叶以及双侧颞上回体积减小(P<0.05);VBM分析结果显示病例组的左侧颞下回和右侧屏状核、额中回以及双侧中央后回灰质体积减小(P<0.05),异常脑区与病程、IQ无显著相关性(P<0.05)。结论SBM、VBM分析方法均能发现儿童及青少年额叶癫痫患者脑形态异常的脑区,且SBM较VBM分析提取的异常脑区更多;两种分析方法均有额中回、中央后回的形态学改变;儿童及青少年额叶癫痫患者脑区异常的改变主要累及额叶及周围脑区。

上呼吸道感染后嗅觉障碍患者脑形态学与嗅觉功能相关性分析

目的 通过探究上呼吸道感染后嗅觉障碍脑灰质形态变化,得出上呼吸道感染后嗅觉障碍患者嗅觉中枢结构的影像学特点。方法 选取上呼吸道感染后嗅觉障碍的患者24例与嗅觉功能正常的健康对照受试者20例,通过基于体素的大脑皮质形态学体积测量(VBM)比较患者的大脑灰质和白质体积与对照组的差异。结果 上呼吸道感染后嗅觉障碍组患者TDI[气味察觉阈(T)、气味辨别能力(D)、气味识别能力(I)]总分(16.45±5.62)分,T为(2.33±0.93)分,D为(6.54±2.60)分,I为(7.58±3.22)分;嗅觉障碍平均时长为(19.00±6.33)个月;视觉模拟量表评分(VAS)为(7.79±2.41)分,与对照组比较均存在统计学差异(P<0.05)。上呼吸道感染后嗅觉障碍患者的大脑灰质总体积和嗅皮质体积明显小于对照组(P<0.05),大脑灰质总体积占全脑体积的比例和皮质厚度与嗅觉功能评分TDI值呈正相关(r=0.71,P<0.000 1;r=0.69,P=0.000 9)。结论 上呼吸道感染后嗅觉障碍患者大脑灰质总体积和嗅皮质体积减少,且嗅觉功能与大脑灰质体积比例及皮质厚度呈正相关。

基于体素的MR形态学分析对鼻咽癌放疗后脑灰质体积改变的研究

目的运用基于体素的形态学分析(VBM)技术探讨鼻咽癌患者放疗后全脑灰质体积的改变情况。方法纳入初诊放疗前(G0组)、放疗后0-6月(G1组)、6-12月(G2组)的鼻咽癌患者各15例,采用3.0T MR扫描仪,进行高分辨力T1WI扫描,采用基于SPM8软件的VBM8工具箱分别分析治疗组(G1组、G2组)与对照组(G0组)脑灰质体积变化的差异。结果与G0组比较,G1组双侧额叶(右侧中央前回、双侧额上回、双侧额中回),左侧后扣带回、左侧岛叶灰质体积减少。而对比G0组,G2组双侧颞叶(左侧颞叶钩回、右侧梭状回)、左侧额叶(左侧额下回、左侧额中回)灰质体积减少;右侧扣带回及左侧顶下小叶出现灰质容积的增加。结论鼻咽癌放疗后不同时期与放疗前存在脑灰质体积的异常,而VBM技术可以敏感地检测这种变化。

慢性阻塞性肺疾病患者早期脑灰质体积的体素形态学分析

目的运用磁共振基于体素形态学分析(voxel-based morphometry,VBM)慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)患者早期脑灰质体积改变,为临床早期诊断及评估提供参考。方法运用PHILIPS 3.0T MR对临床确诊为COPD患者18例及正常者30例进行全脑三维T1加权成像,在Matlab2010b平台运用spm8及VBM8软件对比分析两组间灰质体积差异。结果 COPD患者在右侧颞下回、左侧额眶回、右侧海马旁回、右侧颞极、双侧尾状核、双侧前运动皮层、左侧缘上回、左侧岛叶灰质体积明显减小(Alphasim校正,体素>100,P<0.05)。结论 COPD患者有明显灰质改变,VBM技术可检测组间灰质体积差异,对临床早期脑功能诊断与评估有一定意义。

儿童睡眠中癫痫性电持续状态相关综合征的基于MRI体素形态学分析研究

目的采用基于MRI体素形态学分析法,分析儿童睡眠中癫痫性电持续状态(ESES)相关综合征患儿组及正常对照组的灰质体积改变。方法选取ESES患者组21例;正常对照组15例。利用3.0T Magnetom Skyra超导型MRI系统进行三维磁化准备快速梯度回波脉冲序列(3D-MPRAGE)数据采集,使用SPM8对数据进行基于体素形态学分析,得到两组被试的灰质体积。对灰质体积进行双样本t检验,对患者组的灰质体积和患者年龄、发病年龄、病程作Spearman相关性分析。结果1)与正常对照组相比,ESES组患者的视觉联合皮层(左枕下回、左侧舌回、左枕中回)、右颞中回、右侧丘脑、扣带回灰质体积减少;语言中枢(左额中回、左顶下回)、右颞下回、右缘上回、左中央前回、右中央后回灰质体积增加;2)患者组的灰质体积和年龄、发病年龄、病程间均无相关性(P值分别为0.57、0.31、0.33,均>0.05)。结论患者组可能存在视觉信息感知整合和语言功能异常。患儿不同脑区的灰质体积改变,可与临床症状相结合,为诊疗过程中了解患儿预后情况提供客观依据。

原发帕金森病全脑灰质结构基于体素的MRI形态学分析

目的采用基于体素的形态学分析(VBM)方法,分析原发帕金森病患者全脑灰质结构与健康人的差异。方法应用T1WI三维脑容积扫描序列对35名帕金森病患者和20名健康者对照进行扫描,获得全脑结构图像。采用以SPM5为基础的VBM方法进行数据处理得到全脑灰质图结果相比正常对照组,帕金森病患者出现广泛脑区灰质密度的减低,范围累及双侧颞叶、额叶、顶叶、枕叶,边缘系统的右侧海马、海马旁回,右侧小脑后叶及左侧尾状核。结论帕金森病患者脑灰质结构发生改变的区域广泛。VBM技术可在活体状态客观评价脑内结构的早期变化,是研究脑内形态学改变的首选方法。

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。

形态学分析方法在MRI结果阴性Ⅱ型局灶性皮质发育不良患者中的临床应用

目的探索基于体素的形态学分析方法(MAP)在核磁共振结果阴性的Ⅱ型局灶性皮质发育不良(FCD)患者中的致痫区定位价值。方法回顾性分析北京天坛-丰台癫痫中心2019年1月至2020年12月期间54例病理诊断为FCDⅡ型的核磁共振阴性患者的病例资料。对患者的MRI图像进行MAP软件处理,比较MAP阳性和阴性患者的临床特点及预后情况。结果在本组54例患者中,MAP阳性与阴性患者在病程、手术年龄、病理情况及致痫灶位置等方面比较差异均无显著意义。在预后方面,MAP阳性患者的EngelⅠ级率达到81%,显著高于MAP阴性患者(P=0.032)。在行立体脑电图(SEEG)电极植入的46例患者中,MAP与SEEG结果一致的患者预后较好(P=0.049)。结论MAP技术能够用于辅助定位MRI阴性的Ⅱ型FCD患者的致痫区,指导SEEG电极植入,提高患者的手术预后。

基于体素的形态学分析方法在ADHD中的应用

研究已成年ADHD个体与正常人的脑区差异,通过运用基于体素的形态学分析方法(VBM)对脑结构性磁共振结果进行定量分析,研究发现ADHD患者组与正常组存在多个差异脑区。因此,通过对患者进行相关差异脑区的早期干预治疗是一种潜在的治疗方案。

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。

偏头痛患者基于体素形态学与功能连接分析

目的 探讨偏头痛患者脑结构、脑功能、认知和情绪的变化情况。方法 采集33例偏头痛患者(偏头痛组)及27例相匹配的健康对照者(健康对照组)的高分辨T结构相及静息态功能相数据,利用基于体素的形态学(VBM)方法分析偏头痛患者大脑灰质体积变化,继而利用静息态功能连接分析技术分析有结构变化的脑区与大脑其他区域功能连接的差异,结果采用GRF校正(体素水平P<0.001,簇水平P<0.05)。采用蒙特利尔认知评估量表(MoCA)及情绪量表[焦虑自评表(SAS)及抑郁自评量表(SDS)]评估偏头痛患者认知功能及焦虑、抑郁水平。分析偏头痛患者脑灰质体积变化与临床变量及量表评分的相关关系。结果 与健康对照组比较,偏头痛组SAS、SDS评分显著升高,MoCA评分显著降低(均P<0.05)。与健康对照组比较,偏头痛组左侧枕中回及左侧距状裂周围皮质灰质体积显著增大(GRF校正,体素水平P<0.001,簇水平P<0.05),偏头痛组左侧枕中回与多个脑区功能连接减弱,包括双侧脑岛、双侧颞上回、右侧缘上回、右侧中央后回、右侧额下回等脑区(GRF校正,体素水平P<0.001,簇水平P<0.05)。偏头痛组与健康对照组相比左侧距状裂周围皮质与全脑其他区域功能连接差异无统计学意义(GRF校正,体素水平P>0.001,簇水平P>0.05)。偏头痛组两个差异脑区的灰质体积值与病程、发作频率、头痛评分、MoCA评分、SAS评分及SDS评分均无相关性(均P>0.05)。结论 偏头痛患者认知功能轻度下降,且伴有焦虑、抑郁倾向。偏头痛发作对患者脑部灰质体积和功能连接都造成了影响,灰质体积变化主要集中于左侧枕叶(包括左侧枕中回及左侧距状裂周围皮质),而左侧枕中回与多个脑区的功能连接减弱。

基于体素的形态学分析梅尼埃病患者大脑灰质结构的改变

目的采用基于体素的形态学分析比较梅尼埃病(MD)患者大脑结构的改变。资料与方法回顾性收集20例MD患者及23例健康对照者,对MD患者进行眩晕障碍量表(DHI)评分评估其眩晕严重程度。使用MRI采集两组受试者的常规MRI及高分辨率T1数据,比较两组大脑灰质体积图。采用Pearson相关分析两组差异脑区灰质体积与病程及DHI评分的相关性。结果与对照组比较,MD组患者右侧颞上回、颞下回及脑岛灰质体积减小(t=-5.597、-5.779、-5.919);左侧海马旁回、左侧中央后回及左侧豆状壳核灰质体积增大(t=8.761、6.787、6.863;体素水平P<0.001,簇水平P<0.05)。MD患者右侧颞上回灰质体积与DHI评分呈负相关(r=-0.671,P=0.001)。结论MD患者前庭功能核心脑区及默认网络部分脑区灰质体积减小,可能是MD眩晕反复发作及情绪调节障碍的神经机制,视觉、躯体感觉、运动控制相关脑区灰质体积增加,可能是对前庭功能不足的一种代偿机制。

抗-N-甲基-D-天冬氨酸受体脑炎患者海马体的体素形态学及功能连接分析

目的应用基于体素的形态学(VBM)分析及功能连接(FC)的方法探究海马体在抗-N-甲基-D-天冬氨酸受体(NMDAR)脑炎患者认知功能损害的作用机制。方法纳入21例抗NMDAR脑炎患者和21名性别、年龄及受教育程度相配的健康对照(HC),所有被试者均行神经心理学测试,评定认知功能及焦虑和抑郁程度。获取两组被试者的T1加权成像(T1WI)和功能像,分析其海马体积存在差异的部位,以双侧海马的4个分区为种子点计算FC值,将海马灰质体积及FC存在差异的脑区的FC值与临床资料行相关性分析。结果与HC组相比,抗NMDAR脑炎患者右前海马灰质体积减小,左后海马与丘脑、辅助运动区的FC值下降;右后海马与中央后回的FC值升高。右前海马灰质体积与MoCa-B评分呈正相关(r=0.640,P=0.002)。右侧辅助运动区FC值与患者病程呈正相关(r=0.508,P=0.019)。结论抗NMDAR脑炎患者存在海马灰质体积及海马与其他脑区间功能连接的异常,并且这些异常与认知功能障碍及病程长短有关。

基于体素的形态学分析技术的中枢神经系统疾病研究进展

近年来,基于体素的形态学分析技术(voxel-based morphometry,VBM)发展迅速,其准确性及可重复性引起了人们的关注。利用VBM技术分析中枢系统障碍中的脑灰质及白质体积变化可达到发现相关病变部位的目的,有利于加深对中枢神经系统障碍病理生理机制的理解,并为预防和临床治疗提供帮助。本文结合相关中枢神经系统疾病的VBM研究进展进行综述。

低频振幅fMRI联合基于体素的形态学分析在精神分裂症中的应用

目的探讨静息态低频振幅(ALFF)功能性磁共振及基于体素的形态学分析(VBM)在精神分裂症脑功能与结构变化中的应用价值。方法符合入选标准的32例精神分裂症患者(患者组)和32例健康志愿者(对照组)进行静息态下脑功能磁共振成像(Rs-f MRI)扫描及矢状位薄层T1加权数据采集;采用Rest1.8软件对患者组和对照组标准化后ALFF的脑图进行分析对比ALFF值差异;再通过对存在差异的ALFF异常脑区进行患者组和对照组的VBM灰质密度数据进行统计分析灰质密度图像差异;最后结合ALFF及VBM结果,探讨精神分裂症患者脑功能及脑结构的改变。结果与对照组相比,患者组ALFF值显著增高(P<0.05)的脑区是右侧壳核、左侧眶额回延伸至左侧壳核和左侧背外侧额上回;ALFF值显著降低(P<0.05)的脑区是右侧颞下回、左侧扣带回后部、左侧角回。与对照组相比,患者组灰质密度值减低(P<0.05)的脑区是左侧角回、右侧楔前叶延伸至左侧扣带回后部、右侧壳核、右侧颞下回、左侧眶额回延伸至左侧壳核、右侧内侧额上回;未发现患者组灰质密度增高脑区。结论精神分裂症患者在静息态下存在较广泛的异常活动脑区,且异常活动脑区的灰质密度普遍减低;该结果与精神分裂症谷氨酸假说中神经元受到广泛损伤,神经递质循环回路失控理论较为一致。

低频振幅联合基于体素的形态学分析对精神分裂症患者脑结构与功能分析

目的利用静息态功能磁共振检查方法(低频振幅及基于体素的形态学分析方法)找到精神分裂症患者的脑功能与结构改变的脑区。方法选择2017年8月—2019年8月本院门诊及住院诊断精神分裂症患者26例作为患者组,另选取同期健康体检者26名作为对照组,分别进行静息态功能磁共振检查,扫描主要为T1矢状位薄层及BOLD序列扫描;之后利用SPM12及DPABI对所得的数据进行分析,找出低频振幅及脑灰质体积异常的脑区。结果患者组ALFF值(P<0.05)增高脑区颞下回、壳核、额上回(右)、扣带回、额内侧回,ALFF值(P<0.05)减低的脑区舌回、边缘叶、中央前回、中央后回、楔前叶、顶叶、额上回(左),VBM(P<0.05)脑灰质减少脑区颞上回、小脑后叶、前叶、边缘叶、豆状核、腹后内侧核,灰质增加的脑区海马、前扣带回、颞上回、壳核、尾状核、丘脑,两者均存在异常的共同脑区壳核、扣带回、边缘叶。结论精神分裂症患者无论ALFF值还是脑灰质体积,在很多脑区均存在广泛的异常,特别是在ALFF值异常脑区,脑灰质体积异常较为明显、部分结构脑灰质体积增加,可能与服用抗精神病药物有关。

冻结步态帕金森病患者脑部结构fMRI:基于体素的形态学分析

目的:应用MRI基于体素形态学分析方法探讨冻结步态帕金森病(PD-FOG)患者的脑微观结构变化,分析PD-FOG患者脑灰质异常区域及分布特征。方法:将临床确诊的20例PD-FOG患者和18例非冻结步态帕金森病(PD-nFOG)患者纳入研究,并纳入性别、年龄和教育程度与患者组相匹配的21例健康志愿者作为对照组(HCs)。采集所有受试者的全脑3D-T1WI数据,并应用基于体素的形态学分析方法进行后处理和分析。结果:与PD-nFOG患者相比,PD-FOG患者脑灰质体积异常减少(P<0.005)的区域包括右侧额叶(BA4、BA6)和右侧顶叶(BA3、BA40);与HCs相比,PD-FOG患者脑灰质体积异常减少(P<0.005)的区域包括右侧额叶(BA4、BA6)、右侧顶叶(BA3、BA40)和左侧小脑(山顶、山坡、小脑扁桃体和蚓结节)。结论:PD-FOG患者不仅存在运动相关脑区(顶叶及小脑)的灰质体积异常减少,而且额叶脑灰质体积也有减少,提示PD患者发生FOG可能是运动和认知功能障碍相互影响、相互作用所导致。