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。

失读症儿童磁共振脑成像研究——优化体素形态学分析

使用3.0T磁共振扫描仪对15位失读症儿童和15位正常儿童进行脑部T1加权成像,在Matlab和SPM8环境下运用优化体素形态学方法对两组受试脑灰质和脑白质容量进行对比分析,结果显示:失读症儿童和正常儿童的整体脑容量没有显著性差异(灰质p=0.664,白质p=0.598,脑脊液p=0.145,脑总容量p=0.447);但与正常儿童相比,失读症儿童左脑额中回(left middle frontal gyrus)灰质和左脑颞中回(left middle temporal gyrus)白质脑容量低于正常儿童(puncorr<0.001)。研究表明,儿童失读症可能与左脑语言区灰质、白质容量降低有关。

全体素测量磁共振扩散加权成像单指数模型和体素内不相干运动模型参数用于肝癌诊断价值分析

目的探讨全体素测量磁共振扩散加权成像单指数模型和体素内不相干运动(IVIM)模型参数在肝癌诊断中的应用价值。方法选取医院2021年1月至2022年12月收治的肝细胞癌患者120例,均行核磁共振成像(MRI)平扫、IVIM-扩散加权成像(DWI),获得单指数模型、双指数模型及拉伸指数模型参数,获取最大病灶感兴趣区(ROI),避开肝内胆管组织,计算各参数的平均值。评价各项技术所呈现的图像及参数;比较不同扫描技术获得的参数在肝癌病理类型分级中的差异。结果肝癌E-S分级为E-S1、E-S2、E-S3、E-S4患者的表观扩散系数(ADC)和慢速表观扩散系数(ADC slow)均逐渐降低,灌注分数(f)逐渐升高(P<0.05);E-S1患者的快速表观扩散系数(ADC fast)低于E-S2患者(P<0.05);E-S2、E-S3、E-S4患者的ADC fast逐渐降低(P<0.05)。肝癌不同E-S分级诊断中ADC和ADC slow的灵敏度均显著高于ADC fast和f,ADC fast的灵敏度显著高于f(P<0.05);ADC slow和f的特异度均显著高于ADC和ADC fast(P<0.05)。结论全体素测量磁共振扩散加权成像单指数模型和IVIM模型参数在肝癌诊断中的应用价值高。

老年术后谵妄患者大脑结构变化的形态测量学-磁共振成像分析

目的观察术后谵妄(postoperative delirium,POD)老年患者大脑灰质体积与密度的异常。方法选择择期全麻下行非心脏手术的胸腹部手术老年患者47例,男26例,女21例,年龄60~75岁,ASAⅡ或Ⅲ级,于术后第3天行认知功能评估,根据是否发生POD分为POD组和C组,均行大脑磁共振成像(MRI)扫描。运用基于体素的形态测量学(voxel-based morphometry method,VBM)分析比较两组灰质体积和密度的差异,并将有差异脑区的相应参数值与简易精神状态检查(MMSE)评分行相关性分析。结果 POD组全脑灰质体积明显小于C组(P<0.01),而脑脊液体积明显大于C组(P<0.01)。与C组比较,POD组双侧前额叶和右侧海马旁回的灰质体积明显减小(P<0.01),双侧海马和右侧海马旁回的灰质密度明显降低(P<0.001),右侧海马旁回的灰质体积与MMSE评分之间呈明显正相关(P<0.05)。结论额叶区域、海马和海马旁回的灰质结构异常可能在POD的发生发展过程中扮演着重要的角色,右侧海马旁回的灰质体积可作为反映POD严重程度的参考指标之一。

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。

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。

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。

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。

颞叶癫痫伴认知障碍患者内侧颞叶磁共振体素分析及扩散峰度成像研究

目的采用磁共振扩散峰度成像(diffusion kurtosis imaging,DKI)技术及基于体素的形态学方法(voxel-based morphometry,VBM)分析技术探讨颞叶癫痫(temporal lobe epilepsy,TLE)患者伴或不伴认知功能障碍的脑宏观结构与微观结构的改变。材料与方法回顾性分析2018年1月至2022年3月在昆明医科大学附属延安医院神经内科就诊的TLE患者80例,其中伴认知功能障碍者40例,不伴有认知障碍者40例,同时招募40名性别、年龄及受教育年限相匹配的健康组。采用蒙特利尔认知评估量表北京版进行认知功能评估,评估低于26分为有认知障碍。使用3.0 T超导磁共振扫描仪采集TLE患者组和健康组的DKI、VBM数据并分析、计算、统计各参数。结果80例TLE患者脑电图见左或者右颞区多个异常波段,包括尖-慢、棘-慢复合波。VBM结果显示,TLE伴认知障碍组与健康组相比左侧海马、双侧舌回、左侧丘脑、扣带回及楔叶灰质体积减小;TLE伴认知障碍组与TLE不伴认知障碍组相比,左侧海马灰质体积减小;TLE不伴认知障碍组与健康组对比,脑灰质体积未见差异。DKI结果显示平均峰度(mean kurtosis,MK)在各组间的差异有统计学意义(P<0.001),健康组、TLE不伴认知障碍组、TLE伴认知障碍组的MK值、各向异性分数(fractional anisotropy,FA)值呈下降趋势,通过两两比较可知,MK、FA值在各组之间差异有统计学意义。结论通过VBM及DKI分析结果可以判断TLE伴认知障碍和TLE不伴认知障碍的脑结构改变,TLE患者脑实质微观损伤早于灰质体积的减小,对临床治疗方案制订以及预后评估有一定的临床价值。

原发性三叉神经痛灰质体积变化的磁共振形态学研究

目的应用基于体素的形态学分析方法检测原发性三叉神经痛患者是否存在灰质体积改变,探索中枢神经系统在其疼痛处理中的作用。材料与方法对19例右侧三叉神经痛患者和22例年龄性别匹配的正常对照进行磁共振三维T1结构像扫描(3D-T1BRAVO),应用基于体素形态学分析(voxel-based morphometry,VBM)检测三叉神经痛患者全脑灰质体积的变化,探索各变化的中枢神经系统脑区在疼痛处理中的作用,并分别分析其体积变化与疼痛程度及病程的相关性。结果与正常对照组相比,病例组左侧前扣带回灰质体积明显减少;右侧额上回、右侧岛叶、右侧壳核、双侧小脑前叶灰质体积明显增加,左侧前扣带回体积变化与疼痛病程呈负相关性。结论三叉神经痛患者存在中枢神经系统灰质体积变化,左侧前扣带回体积与疼痛病程呈负相关性,这些存在差异的中枢神经系统脑区在三叉神经痛患者疼痛的形成及慢性状态的维持中可能有重要作用,提示探索三叉神经痛的中枢处理机制有益于新的治疗方法的研发。

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。

阿尔茨海默病患者基于体素形态学的CT和磁共振影像的比较研究

目的:探讨阿尔茨海默病(AD)患者基于体素形态学(VBM)的CT和磁共振(MR)影像比较。方法:选取2019年5月至2020年10月本院收治的20例阿尔茨海默病患者作为观察组,另择取同期进行体检的健康者20例作为对照组,两组首先进行MR扫描获取3D数据,后开展多排CT检查,进行11C-PIB 600MBq注射后再次行CT扫描。重建并比较CT和MR影像以及二者对AD的检查敏感度。结果:观察组CT和MR影像中双侧颞区灰质影像明显减少,CT影像变化与MR相比更明显(P<0.05);CT-VBM对AD检查敏感度高于MR-VBM(P<0.05)。结论:基于VBM的CT和MR影像对AD患者检查结果:均有良好作用,但CT检查敏感度更高,故值得应用。

基于体素的和基于形变的形态学测量在轻度认知障碍识别上的比较研究

目的比较基于体素的形态学测量(voxel-based morphometry,VBM)和基于形变的形态学测量(deformation-based morphometry,DBM)在检测轻度认知功能障碍(mild cognitive impairment,MCI)灰质异常及相应分类识别性能上的差异,为结构态分析方法的选择提供依据。方法利用VBM和DBM对27例MCI患者及30例健康对照的磁共振结构像进行分析,分别统计比较获得相应的组间结构异常脑区,并将异常脑区作为分类特征构建相应的MCI诊断识别模型,最终通过评价异常脑区的空间分布特征及分类识别准确率来评估两种方法的差异。结果VBM和DBM均发现MCI患者在海马、海马旁回、杏仁核、岛叶等脑区发生结构改变,但VBM方法还在额中回、颞中回等脑区发现异常。VBM确定的结构异常得到了86.0%的最佳准确度,而DBM方法的准确度为77.2%,虽然在性能表现上稍差,但发现的特征与VBM的最优特征具有一致性。结论VBM方法可以发现更多的MCI结构异常,而DBM方法则能发现具有较强敏感性的结构异常,因而提示在磁共振结构像研究中应将两者结合应用。

强迫症基于体素的形态测量学研究进展

神经影像学的研究表明强迫症患者存在脑结构和功能异常，并提出了强迫症眶额叶-纹状体“情感”环路和背外侧前额叶-纹状体“执行”环路异常。本文对近年来这两个环路各个脑区基于体素的形态测量学研究结果进行了总结，为研究强迫症神经解剖结构的病理机制提供依据。

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。