基于体素的形态测量法分析高功能孤独性障碍患儿的脑组织密度

目的分析学龄孤独性障碍患儿脑组织密度。方法对17例智能正常的孤独性障碍患儿（病例组）以及15名年龄、性别、智商与之相匹配的健康儿童（对照组）进行T1加权三维磁共振成像扫描，应用基于体素的形态测量法（VBM）比较两组脑灰质及脑白质密度的差异。结果与对照组相比，孤独性障碍患儿右侧小脑前叶的脑灰质密度低，右前扣带回、右额中回区域的脑白质密度低，双侧顶下小叶、右缘上回、右中央后回、右颞上回、右小脑后叶、左楔前叶、左楔叶的脑灰质密度高（P〈0．001）。结论智力正常的学龄孤独性障碍患儿脑组织密度异常明显，且部位广泛。

形觉剥夺性弱视儿童脑灰质的变化:基于体素的形态测量研究

目的 探讨形觉剥夺性弱视儿童全脑灰质体积(GMV)的变化。方法 收集2020年8月至2022年1月于本院眼科中心就诊的形觉剥夺性弱视儿童25例35眼,其中单眼形觉剥夺性弱视组15例15眼、双眼形觉剥夺性弱视组10例20眼。同期门诊招募年龄、性别匹配的正常对照组受检者11名22眼。单眼形觉剥夺性弱视组、双眼形觉剥夺性弱视组和正常对照组受检者进行3.0T磁共振成像(MRI)扫描以获得结构像MRI图。应用基于体素的形态测量学(VBM)方法及脑成像数据处理和分析软件进行结构像MRI数据处理和统计分析,采用单因素方差分析对三组受检者之间的GMV进行比较。结果 三组受检者之间总颅内容积的差异无统计学意义(P=0.379)。三组受检者之间GMV的差异有统计学意义(P=0.009);其中单眼形觉剥夺性弱视组、双眼形觉剥夺性弱视组与正常对照组受检者之间GMV的差异均有统计学意义(P=0.004、0.019),而单眼形觉剥夺性弱视组、双眼形觉剥夺性弱视组患者之间GMV的差异无统计学意义(P=0.673)。与正常对照组相比,单眼形觉剥夺性弱视组患者在左侧颞中回、左侧楔叶和左侧额中回的GMV均减少(均为P<0.05),在左侧额上回、左侧额下回岛盖部、左侧顶上小叶、右侧颞下回和右侧小脑前叶的GMV均增加(均为P<0.05)。与正常对照组相比,双眼形觉剥夺性弱视组患者在右侧额叶、双侧小脑后叶、双侧小脑前叶和双侧海马旁回的GMV减少(均为P<0.05),在左侧颞上回和右侧顶上小叶的GMV增加(均为P<0.05)。与双眼形觉剥夺性弱视组相比,单眼形觉剥夺性弱视组患者在右侧楔前叶、右侧颞中回、右侧辅助运动区、左侧额中回、左侧前扣带回、左侧中央前回、双侧中扣带回、双侧岛叶和双侧中央后回的GMV增加(均为P<0.05),未见GMV显著减少的脑区(P>0.05)。结论 形觉剥夺性弱视儿童脑灰质的改变不仅局限于初、高级视皮层,也涉及其他皮层及联络通路,且单、双眼弱视变化具有差异性。

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7.0T磁共振成像及体素形态学测量对脑小血管病灰质体积变化及其与认知障碍的相关性研究

目的应用7.0T MRI及基于体素的形态学测量(VBM)探索脑小血管病(CSVD)认知障碍患者灰质体积改变脑区及与其相关的受损认知域。方法本研究回顾性连续纳入2021年9月至2023年6月“脑深部髓静脉形态与脑小血管病认知障碍的相关性研究”(注册号:ChiCTR2100045136)中数据,按照纳入与排除标准将CSVD伴认知障碍患者作为CSVD组,与CSVD组年龄、性别、受教育年限相匹配的健康者作为对照组。蒙特利尔认知评估(MoCA)量表(北京版)评分<26分为认知功能障碍。使用MoCA量表、数字广度测验(DST)、数字符号转换测验(DSST)、连线测试(TMT)A部分、词语流畅性测验(VFT)、波士顿命名测验(BNT)及听觉词语学习测验(AVLT)对所有受试者进行认知功能评估。采用7.0T MR系统对受试者进行全脑多模态图像采集,采集T1加权三维磁化强度预备梯度双回波序列(T1WI-MP2RAGE)数据用于VBM分析。比较两组受试者一般资料、认知功能评分、脑结构相关指标的差异。使用VBM分析两组灰质体积的差异,并提取CSVD组差异脑区的灰质体积与认知功能评分进行相关性分析。结果(1)对照组18例,年龄55~70岁;CSVD组19例,年龄57~70岁。两组受试者年龄、性别、受教育程度、体质量指数、冠心病史、高脂血症病史、吸烟史、饮酒史、总胆固醇、三酰甘油、低密度脂蛋白胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇的差异均无统计学意义(均P>0.05);CSVD组高血压病史及糖尿病史占比高于对照组,组间差异均有统计学意义(12/19比5/18,7/19比0;均P<0.05)。(2)CSVD组MoCA量表[22.0(20.0,23.0)分比27.0(26.0,28.0)分,Z=-5.242]、DSST[(18±9)分比(40±4)分,t=5.212]、DST[(10.6±2.5)分比(13.9±2.0)分,t=4.364]、VFT[(38±11)分比(47±8)分,t=3.224]、AVLT-即刻记忆[(13±3)分比(21±4)分,t=6.877]、AVLT-短延迟回忆[(3.4±2.5)分比(6.9±2.2)分,t=4.555]、BNT[(22.7±3.6)分比(27.0±2.1)分,t=4.357]评分均低于对照组,执行能力测试耗时长于对照组[93.00(76.04,125.69)s比29.77(25.75,40.97)s,Z=-4.832],组间差异均有统计学意义(均P<0.01)。(3)CSVD组脑实质分数低于对照组,组间差异有统计学意义[(78.2±4.3)%比(80.9±3.7)%,t=2.079,P<0.05],总颅内体积、灰质体积分数、白质体积分数的组间差异均无统计学意义(均P>0.05)。VBM分析显示,与对照组相比,CSVD组患者右侧颞下回及右侧小脑半球Crus2区灰质体积减少,差异均具有统计学意义(均P<0.05,经错误发现率校正)。(4)相关性分析显示,仅CSVD组右侧颞下回灰质体积与AVLT-短延迟回忆评分呈正相关(r=0.543,P=0.036)。结论CSVD伴认知功能障碍患者右侧颞下回及右侧小脑半球Crus2区灰质萎缩,且右侧颞下回灰质萎缩与短延迟记忆损害存在相关性。本研究结果有待进一步验证。

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。

原发性痛经患者灰质体积改变与临床指标的相关性:基于体素形态学测量技术

目的基于体素形态学测量技术探究原发性痛经患者脑灰质体积改变及其与临床量表评分间的相关性。方法收集符合纳入标准的41例原发性痛经患者和41例健康对照者在月经来潮的第1~3天内进行高分辨率T1结构像扫描,并且填写痛经程度量表、COX痛经症状量表、焦虑自评量表、抑郁自评量表。采用SPM8软件在全脑水平比较灰质体积,观察两组灰质体积显著变化的脑区。结果原发性痛经患者较健康对照脑灰质体积缩小,差异脑区主要包括:左侧眶部额中回、左侧前扣带回、右侧前扣带回(P<0.001),未发现灰质体积明显增加的脑区。痛经组和健康组在痛经程度量表、COX痛经症状量表、焦虑自评量表、抑郁自评量表评分的差异有统计学意义(P<0.001)。左侧前扣带回与痛经程度量表、COX痛经症状量表、焦虑自评量表、抑郁自评量表评分存在负相关关系。结论基于体素形态学测量技术可以准确评估原发性痛经患者脑灰质微结构改变,这些灰质体积缩小的脑区主要涉及疼痛传递、处理及情绪调节相关的脑区,其灰质体积的变化在原发性痛经疼痛的发生及持续中可能有着重要作用。

基于体素形态学测量的首发精神分裂症幻听患者全脑白质体积研究

目的 采用基于体素的形态学测量方法探讨首发精神分裂症(SCH)幻听患者的全脑白质体积变化情况。方法 纳入在空军军医大学西京医院心身科就诊的首发SCH幻听患者25人作为患者组,来自广告募集的健康人群25人作为对照组,行磁化准备快速梯度回波序列扫描,使用基于体素的形态学测量方法研究首发SCH幻听患者的全脑白质体积变化情况。结果 与对照组相比,患者组白质体积增加的区域位于布洛卡区周围,而体积减少的区域位于右侧扣带回周围及放射冠区。布洛卡区周围白质体积和阳性与阴性症状量表的阳性症状评分呈正相关关系(r=0.588,P<0.01)。结论 首发SCH幻听患者的多个脑区白质体积存在异常,其前额中回周围白质体积的增加可能是SCH幻听患者脑损害的潜在神经影像学标志。

慢性腰背痛患者的大脑灰质异常:基于体素的形态测量学分析

目的探讨慢性腰背痛患者大脑灰质的形态学变化。方法选择30例慢性腰背痛患者和30例健康志愿者,行3.0T磁共振扫描,获得高分辨T1结构像数据并用FMRIB软件库中的基于体素的形态学分析方法进行数据处理和统计学分析,获得疼痛组和健康组之间大脑灰质的形态学差异信息。结果与健康志愿者相比较,慢性腰背痛患者大脑皮层多个脑区灰质体积减少,包括双侧额上回、右侧额极、左侧岛叶、左侧颞下回及左侧颞中回(P<0.05,TFCE校正后);皮层下多个灰质核团体积增加,包括左侧丘脑、双侧壳核、双侧伏隔核、右侧尾状核(P<0.05,TFCE校正后)。结论慢性腰背痛患者大脑皮层和皮层下灰质存在不同的改变模式,这种变化可能与大脑对慢性疼痛的适应不良有关。

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。

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。

应用基于体素的形态测量学分析慢性原发性三叉神经痛患者脑灰质形态改变

目的应用基于体素的形态测量学(VBM)方法,分析慢性原发性三叉神经痛(CPTN)患者脑灰质形态改变。方法利用VBM-DARTEL算法,对30例CPTN患者(CPTN组)及30名年龄、性别相匹配的健康志愿者(正常对照组)的3D-T1W序列脑结构数据行VBM处理及统计分析,探讨CPTN患者脑灰质体积改变及其与临床指标(病程及量表评分)的相关性。结果与正常对照相比,CPTN患者双侧前扣带回(ACC)后部及中扣带回(MCC)、双侧颞叶、双侧丘脑、左侧海马及海马旁回、右侧中央前回灰质体积减小,右侧后扣带回(PCC)及右侧顶叶灰质体积增大(P均<0.05),但所有差异脑区的灰质体积与临床指标之间无线性相关关系。结论 CPTN患者存在多个脑区灰质体积的异常,VBM方法能显示这些改变,为临床评价CPTN患者脑形态学异常提供客观的影像学依据。

基于体素的形态测量学方法分析视神经脊髓炎患者的灰质体积变化

目的应用基于体素的形态测量学方法比较视神经脊髓炎患者与正常人的脑灰质体积,探讨视神经脊髓炎患者的脑灰质体积变化。方法入组16例视神经脊髓炎患者及16名性别、年龄匹配的健康志愿者,分别行全脑三维结构成像,应用基于统计参数图8软件的基于体素的形态测量学8 Toolbox工具箱分析视神经脊髓炎组及对照组的数据,比较两组脑灰质体积。结果与对照组相比,视神经脊髓炎组额叶、顶叶、颞叶、枕叶、边缘叶、视束、尾状核、丘脑、小脑的多个区域灰质体积减小(P均<0.005)。结论视神经脊髓炎患者局部脑区灰质萎缩,基于体素的形态测量学技术可以灵敏的反应脑体积变化。

基于体素的形态测量学方法分析颞叶癫痫患者脑灰质体积变化

目的采用基于体素的形态测量学方法比较颞叶癫痫患者和正常人脑灰质的体积,探讨颞叶癫痫患者脑灰质体积的变化。方法收集22例经手术病例证实的颞叶癫痫患者及15例性别、年龄相匹配的健康志愿者,分别行全脑三维结构像扫描,采用基于体素的形态学测量学(VBM)方法分析病例组及对照组的数据,计算和比较两组脑灰质的体积。结果与对照组相比,左侧颞叶癫痫患者的右侧小脑前叶、左侧颞中回、左侧颞下回、左侧枕中回、左侧额下回、右侧额下回、右侧颞中回、左侧海马、左侧额上回、右侧尾状叶、右侧额中回、左侧中央后回、右侧中央前回灰质体积减小(P均<0.05);右侧颞叶癫痫患者的右侧颞下回、右侧颞中回、左侧舌回、左侧枕下回、左侧颞下回、左侧海马旁回、右侧丘脑、左侧枕上回、左侧颞中回、右侧额上回、左侧中央前回、左侧中央后回、右侧中央前回灰质体积减小(P均<0.05)。结论颞叶癫痫患者多个脑区脑灰质体积降低,通过采用基于体素的形态测量学技术可以反映脑灰质体积的变化。

抑郁症认知易感者脑灰质密度的基于体素的形态测量学分析

目的:探讨抑郁症认知易感者脑灰质密度的特征。方法:运用磁共振成像(MRI)技术采集30例抑郁症认知易感者及30例正常对照者的全脑解剖成像数据,应用基于体素的形态测量(voxel-based morphometry,VBM)方法分析比较两组研究对象全脑灰质密度的差异。结果:抑郁症认知易感者双侧脑岛、左侧小脑、右侧辅助运动区及左侧中央前回的灰质密度显著低于正常组(P<0.001),而右侧额下回、右侧额中回及左侧楔叶的灰质密度显著高于正常组(P<0.001)。结论:抑郁症认知易感者存在脑灰质密度的异常,这可能是抑郁认知易感性的神经生物学机制之一。

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。

基于象素形态测量法分析精神分裂症患者脑白质结构

目的:应用基于象素的形态测量学方法,分析精神分裂症大脑白质结构与健康人的差异。方法:①分组:精神分裂症组为10名北京大学精神卫生研究所和北京回龙观医院2005-04/2006-03收治,符合ICD-10、DSM-Ⅳ精神分裂症偏执型诊断标准的患者;健康对照组是年龄、性别和受教育程度与精神分裂症组相匹配的健康志愿者10名。所有受试者均签署知情同意书。②检测方法和参数:采用西门子1.5TSonataMRI成像系统,对所有受试者行全脑扫描,解剖图像采用T1加权序列矢状成像(MPRAGE),共采集96层。TR=1900ms,TE=3.93ms,flip15°,FOV=220mm×220mm,图像分辨率0.43mm×0.43mm×1.70mm。③数据处理:在SPM5平台上,使用VBM5工具箱进行技术进行处理。采用MNI的标准脑图谱配准,配准后图像分辨率2mm×2mm×2mm;采用HMRF算法进行组织分割,目标是测量白质密度,故未经体积调制;用12mm半高全宽高斯核对脑白质密度图进行平滑;然后采用SPM的组分析方法,对两组进行成组t检验,t>3.61,P<0.001(未校正)、相连象素大于20个的信号变化脑区视为有差异脑区。结果:20名受试者均完成测试进入结果分析。精神分裂症组密度低于对照组的区域有双侧颞下回、双侧额下回、双侧梭状回、左侧海马旁回、左侧胼胝体、左侧丘脑、左侧顶下叶、左侧楔前叶、右侧额中回、右侧颞中回,没有发现精神分裂症组白质密度高于对照组的区域。结论:①精神分裂症患者白质缺陷部位广泛。结合同一研究对象的功能磁共振成像研究结果提示左侧丘脑和双侧梭状回与精神分裂症有密切关系。②基于象素的形态测量学的方法有快速和全自动的特点,具有不受分析人员主观影响等优点。

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。

基于体素的形态测量学在认知功能障碍中的应用

基于体素的形态测量学是近年来发展起来的一种新的脑形态测量学,作者简要地阐述了此形态测量学的概念、基本原理和优缺点,同时综述了它在认知功能障碍疾病中的初步应用。

基于体素的形态测量学方法结合最新配准算法临床应用的研究进展

基于体素的形态测量学方法结合李代数微分同胚配准算法(VBM-DARTEL),其与传统及优化VBM相比更先进,对全脑结构改变的显示也更加敏感及精确。该技术对于多种疾病新病灶的检出已见报道,可进一步促进疾病的病理生理学机制的研究,故VBM-DARTEL拥有更加广阔的应用前景。在既往VBM临床应用的基础上,对其结合DARTEL配准算法的新的临床应用进展进行综述。