动脉自旋标记成像观察帕金森病患者纹状体-丘脑-皮层环路的代谢网络连接属性

目的 从代谢网络连接的角度探讨帕金森病(Parkinson’s disease, PD)患者纹状体-丘脑-皮层(striatal-thalamo-cortical,STC)环路紊乱的影像学特征。材料与方法 采用动脉自旋标记成像技术,获取62名PD患者以及65名健康对照(healthy control,HC)受试者的脑血流量(cerebral blood flow, CBF)数据。基于CBF信息计算两组STC环路代谢网络的连接属性,包括种子点-连接、皮层-连接及模块-连接。随后使用置换检验分别进行三种网络连接的组间比较。结果 两组的年龄、性别、受教育程度及认知量表评分差异均无统计学意义(P>0.05)。相较于HC受试者,PD患者其种子点-连接值在双侧颞下回、双侧梭状回、双侧额中回、左侧枕中回以及右侧中央后回等脑区显著增高,而在双侧颞中回、左侧额直回、左侧颞上回、双侧额下回、双侧楔前叶、右侧辅助运动区以及双侧顶下回等脑区显著减低(P<0.05);其与感觉运动皮层存在显著增强的皮层-连接、而与运动皮层及顶-枕叶皮层存在显著减弱的皮层-连接(P<0.05);模块-连接于额叶模块与运动模块、感觉运动模块与顶-枕叶模块以及顶-枕叶模块与颞叶模块之间呈现显著升高;而于额叶模块与颞叶模块、运动模块与顶-枕叶模块以及感觉运动模块与颞叶模块之间呈现显著降低(P<0.05)。结论 PD患者存在代谢层面的神经网络紊乱,涉及到STC环路内以基底节区为枢纽的广泛性连接异常。

基于部分定向相干的帕金森病默认模式网络脑电分析

目的:为了分析帕金森病患者大脑的默认模式网络(default mode network,DMN)潜在变化的原因和其临床特点的关系,以及探讨如何提取其脑电信号特征并对其进行准确有效地分类.方法:选择帕金森病患者和健康对照组各26名被试作为实验对象,将部分定向相干(partial directed coherence,PDC)应用于DMN相关电极的数据序列,获得对照组和帕金森病受试者的有效连接.通过统计分析后,得出6条具有显著差异的PDC连接,对它们进行深入讨论.进一步地,将这些连接值组成特征集并进行分类.结果:与对照组相比,帕金森病患者中有关注意力控制之间的连接降低,在涉及有关工作记忆的连接中,帕金森病相比于健康组患者的一些连接都有不同程度的增加.同时,使用XGBoost算法对特征集进行分类,得到76.5%的平均测试准确率.结论:静息状态下帕金森病患者的非运动症状与DMN网络存在显著性的关系,表现在注意力控制与记忆功能上,这与DMN中BA区的受损有很大的关系.随后对两类受试者的分类也验证了PDC算法用于DMN分析的有效性,为帕金森病人的测试和预防提供了一种新途径.

基于动脉自旋标记成像分析帕金森病神经代谢网络拓扑属性的改变

目的:应用动脉自旋标记(ASL)灌注成像(PWI)从代谢视角探讨神经网络的无创性构建,并分析其拓扑属性改变在帕金森病(PD)神经损伤中的作用机制。方法:基于磁共振ASL-PWI获取52例PD患者及相匹配的55例健康志愿者(HC组)的脑血流信息,构建组水平的神经代谢网络,采用图论分析网络的全局和节点拓扑属性(稀疏度为10%~50%,步长为1%)并进行组间比较。全局拓扑属性包括小世界属性(γ、λ、σ)、最短路径长度(Lp)、聚类系数(Cp)、全局效率(Eglob)和局部效率(Eloc),节点拓扑属性包括节点介数(BC)、节点度(DC)和节点效率(NE)。结果:两组受试者年龄、性别分布、受教育程度及认知功能(MMSE)评分的差异均无统计学意义(P>0.05)。PD组运动功能(UPDRS-Ⅲ)评分为24.60±14.00、疾病H-Y分期为1.39±0.49。在全局拓扑属性方面,PD组和HC组的神经代谢网络均显示出小世界属性(γ>1、λ≈1且σ>1);PD组的Eglob值显著高于HC组(0.25 vs.0.23),而λ(0.42 vs.0.46)、Lp(0.67 vs.0.76)、Cp(0.26 vs.0.30)和Eloc值(0.32 vs.0.34)均显著低于HC组(P均<0.05)。在节点拓扑属性方面(三种节点属性中任一异常),相较于HC组,PD组在双侧楔前叶的BC(左:436.56 vs.60.71;右:529.37 vs.92.12)、双侧中央后回的NE(左:0.26 vs.0.31;右:0.24 vs.0.30)和DC(右:10.92 vs.18.95)、左侧岛叶BC(14.23 vs.81.00)、左侧舌回BC(59.55 vs.3.84)、左侧梭状回BC(75.32 vs.5.83)、左侧颞中回BC(37.19 vs.221.12)、DC(15.04 vs.22.59)和NE(0.26 vs.0.32)、左侧额下回BC(127.39 vs.4.02)和双侧额上回BC(左:4.02 vs.127.39;右:3.47 vs.71.77)均存在显著改变(P均<0.05,FDR校正)。结论:基于ASL-PWI显示的脑血流信息无创性构建神经代谢网络具备可行性,且PD患者的信息处理能力在全局及节点水平均存在代谢性病理异常。因此,本研究结果有助于加深对PD神经网络退行性损伤的机制阐述。

不同重建算法对帕金森病相关脑功能网络的影响

目的:帕金森病相关脑功能网络(PDRP)是反映"皮质-纹状体-苍白球-丘脑-皮质"环路和相关解剖/功能通路葡萄糖代谢变化的影像学标志物。为推广其临床应用,需验证不同PET重建算法对PDRP表达值计算的影响。方法:将58例帕金森病(PD)患者及22例正常对照的18F-FDG PET显像图像分别进行滤波反投影法(FBP)及迭代法重建,基于华山医院PET中心建立的PDRP,应用SSM/PCA软件计算受检者经不同重建方法得到的PDRP表达值。结果:FBP法与迭代法PDRP表达值的差异无显著的统计学意义(PD组P>0.05;对照组P>0.05),两者呈显著正相关。PD组PDRP表达值显著高于对照组(FBP法:P<0.05;迭代法:P<0.05)。PDRP表达值与PD患者的UPDRS中的运动功能评分均呈显著正相关。结论:不同重建算法所得的PDRP表达值无显著统计学差异,不影响其在PD诊断及病情评估等中的临床效能,为PDRP在国内多中心的研究奠定了基础。

空间标准化对帕金森病脑代谢网络应用的影响

目的:在建立国人帕金森病患者(PD)的疾病相关脑代谢网络模式(PDRP)的基础上,探讨临床应用中空间标准化方法对PDRP表达值的影响。方法:对53例PD患者和22例健康对照者分别行静息状态下18F-FDG PET脑成像,分别利用SPM99、SPM2、SPM5、SPM8进行对上述75例研究对象进行空间标准化。并以华山医院PET中心建立的PDRP为参照标准,对上述标准化的PET图像进行基于体素的脑地形剖面分级(TPR)运算,获得相应的PDRP表达值。结果:四个版本SPM所得的PDRP表达值均无显著差异(PD组:F3,208=0.001,P=1.000;对照组:F3,84=0.000,P=1.000),且PD患者PDRP值区分于正常对照者(t>9.875,P<0.0001;Student’s t检验),四个版本SPM所得PDRP值互为显著正相关(PD组:r>0.999,P<0.0001;对照组:r>0.999,P<0.0001),且均与UPDRS正相关(r>0.670,P<0.0001)。结论:在PD患者与正常对照中,不同SPM版本空间标准化对PDRP表达值均无影响,因此PDRP是一种稳定、可靠的影像学标志物,可以运用于多中心研究。

帕金森病^(18)F-FDG PET成像研究进展

帕金森病是一种常见的神经系统变性疾病,早期诊断和鉴别诊断历来是神经科临床工作的难点之一,随着功能影像学的发展,^(18)F-氟脱氧葡萄糖(FDG)正电子发射断层扫描成像(PET)成为帕金森病临床诊疗中的重要工具。本文回顾了目前^(18)F-FDG PET成像常用数据分析方法及帕金森病临床症状和脑代谢之间的研究结果 ,并对^(18)F-FDG PET成像在帕金森病的鉴别诊断、早期诊断和疗效评估以及未来发展方向进行综述。

帕金森病相关脑葡萄糖代谢网络模式及临床应用价值

帕金森病的早期诊断和鉴别诊断历来是神经科临床工作的难点之一，给早期治疗和新药临床试验等造成了很大的困难。近年来，随着脑代谢网络模式分析技术的成熟，18F-氟脱氧葡萄糖（FDG）正电子发射断层扫描（PET）脑显像在帕金森病诊断中的价值被重新认识，并逐渐成为帕金森病诊断和鉴别诊断的有力工具，被认为是具有里程碑意义的帕金森病脑功能显像方法之一。我们就帕金森病脑代谢网络模式的应用基础和临床应用价值等进行综述。

帕金森病相关脑葡萄糖代谢模式的研究进展

神经影像学的发展极大推进了对神经退行性疾病(如帕金森病)的理解。对帕金森病患者脑葡萄糖代谢影像学数据进行分析可得到和运动症状相关的异常葡萄糖代谢模式,该模式作为一种客观工具可用于帕金森病的诊断、鉴别诊断、疾病进展及治疗效果的评估等,为帕金森病等运动障碍性疾病提供有效的临床生物学标记物。

脑网络模块化分析用于阿尔茨海默病、路易体痴呆和帕金森病性痴呆脑葡萄糖代谢特点研究

目的本研究探究脑功能成像的脑网络模块化分析在阿尔茨海默病(AD),路易体痴呆(DLB),帕金森病性痴呆(PDD)脑网络模块参数特点和异同点,寻找疾病相关特异性脑葡萄糖代谢网络模块参数。方法回顾性分析复旦大学附属华山医院AD、DLB、PDD组和正常对照组的静息状态18F-FDG PET显像,采用网络模块化分析分别获得4组受试者的脑葡萄糖代谢网络模块化参数,并应用种子点相关分析得到葡萄糖代谢网络连接改变的脑区,比较4组受试者脑代谢网络连接的异同点。结果在稀疏阈值15%时,正常对照组和AD组的网络由4个模块组成,PDD组由6个模块组成,DLB组由10个模块组成。以右侧丘脑为种子点,AD组的颞叶和皮质下脑区连接增强,枕叶和左侧额叶连接减弱。PDD组的额叶、皮质下脑区连接增强,枕叶、颞叶、左侧顶叶的连接减弱。DLB组的左侧额叶和皮质下脑区连接增强,右侧枕叶和顶叶连接减弱。结论 3种不同类型痴呆患者的脑葡萄糖代谢网络具有不同的模块化特性,提示发病机制的差异,为进一步探究其神经机制提供新思路。

^15O-PET定量显像评价默认模式神经网络:脑血流与氧代谢的比较研究

目的静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)通过基于血氧水平依赖(BOLD)信号的自发振荡发现了默认模式神经网络(DMN)的存在。BOLD信号反映了脱氧血红蛋白的浓度,而该浓度依赖于局部脑血流(CBF)和脑氧代谢率(CMRO2)的关系。但是,这两者在rs-fMRI时无法区分。研究者尝试通过15O标记气体和水的定量PET显像分析DMN的功能相关区域,并比较CBF和CMRO2在发现DMN功能相关区域中的作用。方法9名正常志愿者[男5名,女4名,年龄(47.0±1.2)岁]行^15O-O2、^15O-CO气体和^15O-H2O的PET显像。通过自动显影法并转换成蒙特利尔神经病学研究所(MNI)标准化脑模板获得定量CBF和CMRO2图像。根据已完成的rs-fMRI图像于标化PET图像上设置感兴趣区(ROI)。在DMN功能相关区域分析中,对脑内所有成对的区域计算其Pearson相关系数(r),同时获得CBF和CMRO2各自发现的功能相关区域的分布图。本研究定义r>0.7为显著正相关,比较CBF和CMRO2各自的功能相关区域的分布图。结果CBF显像时在24对局部脑区域中发现显著正相关(r>0.7),而CMRO2显像时发现22对,两者间有12对神经网络区域是重复的。

进行性核上性麻痹患者脑部葡萄糖代谢特征分析

目的:利用18F-脱氧葡萄糖(18F-FDG)正电子发射断层扫描成像(PET)分析进行性核上性麻痹(PSP)患者脑部葡萄糖代谢特征。方法:7例临床确诊的PSP患者(PSP组)和14例年龄匹配的健康对照者(对照组)行静息状态下18F-FDGPET脑成像,将两组的PET图像分别进行统计参数图(SPM)及尺度子轮廓模型/主要成分分析(SSM/PCA)研究,获得PSP患者脑部葡萄糖异常代谢图像并建立PSP脑代谢网络模式(PSPRP)。结果:SPM分析显示,与对照组比较,PSP组双侧内侧前额叶、腹外侧前额叶、尾状核、丘脑和中脑的葡萄糖代谢降低,双侧中央前回、顶上小叶、顶下小叶葡萄糖代谢增高。SSM/PCA分析显示PSPRP的特征表现为双侧内侧前额叶、腹外侧前额叶、尾状核、丘脑和中脑的葡萄糖代谢显著减低,而双侧顶叶代谢显著增高。PSP组的PSPRP表达值(1.711±1.218)明显高于对照组(0.043±0.496,t=-5.379,P=0.001)。结论:基于18F-FDG PET显像得到的脑部异常葡萄糖代谢特征可以有效鉴别PSP患者和健康对照者。

行为变异型额颞叶痴呆患者脑葡萄糖代谢特征研究

目的利用^18F-FDG正电子发射断层扫描(PET)成像分析行为变异型额颞叶痴呆(bvFTD)患者脑葡萄糖代谢特征以及在阿尔茨海默病(AD)鉴别诊断中的应用价值。方法纳入临床确诊的bvFTD患者(bvFTD组,14例)、健康对照者(对照组,14例)和AD患者(AD组,14例),先将bvFTD和对照组的PET图像分别进行统计参数图(SPM)及尺度子轮廓模型/主要成分分析(SSM/PCA)分析,获得bvFTD患者脑部葡萄糖代谢图谱并建立bvFTD相关脑代谢网络模式(bvFTDRP);计算bvFTD组、对照组和AD组的bvFTDRP个体表达值,并进行ROC分析。结果SPM和SSM/PCA分析均显示bvFTD组表现出双侧前额叶和基底节区葡萄糖代谢显著减低。bvFTDRP表达值在3组间差异均有显著统计学意义(ANOVA:F[2,39]=86.663,P<0.001),且可有效鉴别bvFTD和AD患者。结论bvFTD存在与疾病特异相关的脑葡萄糖代谢特征,为^18F-FDG PET应用于痴呆诊断提供了客观依据。