神经突方向离散度和密度成像预测成人型弥漫性胶质瘤IDH基因型的应用

目的运用神经突方向离散度与密度成像(neurite orientation dispersion and density imaging,NODDI)定量参数评估不同异柠檬酸脱氢酶(isocitrate dehydrogenase,IDH)基因状态肿瘤的差异性及探讨NODDI在成人型弥漫性胶质瘤(adult-type diffuse glioma,ADG)基因分型上的临床应用价值。材料与方法回顾性分析了51例(IDH突变型21例,IDH野生型30例)ADG患者。术前均行常规扫描以及多壳扩散扫描,经图像预处理和后处理后得到四个定量参数图。使用3D-Slicer软件对肿瘤实性区域、瘤周水肿区域及对侧正常脑白质区进行感兴趣区勾画,比较不同IDH状态的组间差异。使用FeAture Explorer(FAE)软件构建预测模型,在模型的开发过程中考虑了多条流水线组合,包括1种数据降维方法(皮尔森相关系数),4种特征选择方法(多变量方差分析、克鲁斯卡尔-沃利斯检验、递归特征消除和Relief算法)和4种线性分类器(支持向量机、线性判别分析、逻辑回归和引入LASSO正则项的逻辑回归),共16个流水线。模型之间的比较通过受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线,综合判别改变指数(integrated discrimination improvement,IDI)、净重分类改善指数(net reclssification improvement,NRI)和留一法交叉验证进行评估。结果IDH野生型组年龄高于IDH突变型组(P=0.001)。只有IDH野生型组的瘤周水肿区方向离散指数(orientation dispersion index,ODI)值低于IDH突变型组(P=0.019),其余参数组间未见差异。对侧白质区和水肿区分别具有最高和最低的ICVF(intra-cellular volume fraction,ICVF)值(P<0.05)。通过线性判别分析构建的综合模型诊断效能最高,ROC曲线下面积为0.835(95%CI:0.703~0.941);高于单独使用年龄[0.773(95%CI:0.624~0.894)]和ODI[0.695(95%CI:0.538~0.845)]。IDI以及NRI证明了最终模型最高的诊断性能(所有P值均小于0.001)。决策曲线分析和校准曲线证明了最终模型的临床净收益和最接近真实数据的分布(Brier分数为0.163)。结论NODDI定量参数可以用来描述ADG的微观环境差异。建立的最终模型可以有效预测成人型弥漫性胶质瘤不同IDH基因状态,且复合模型比单一模型的诊断效能更好。

神经突起方向离散度和密度成像定量评估肝豆状核变性患者脑核团微结构改变

目的观察神经突起方向离散度与密度成像(NODDI)定量分析肝豆状核变性(WD)基底核及丘脑核团微结构改变的价值,并评估NODDI对WD的诊断效能。方法收集27例WD患者(WD组)及性别、年龄与之匹配的健康志愿者26名(对照组)行MR扫描,采用NODDI后处理方法,获得双侧尾状核、壳核、苍白球、丘脑的NODDI参数,包括神经突内体积分数(Vic)、神经突方向离散度(ODI)和脑脊液体积分数(Viso),比较两组间差异;分析各参数与临床Young评分的相关性,并采用随机森林模型评估各参数的相对重要性及对WD的诊断效能。结果 WD组双侧尾状核、壳核、苍白球的Vic值和ODI值均低于对照组,而Viso值高于对照组(P均<0.05);与对照组比较,丘脑的Vic值降低而Viso值升高(P均<0.05),ODI值差异无统计学意义(P=0.055)。WD患者双侧尾状核、壳核、苍白球的Vic值和ODI值与临床Young评分呈负相关,壳核、苍白球的Viso值与临床评分呈正相关。采用随机森林模型,NODDI预测WD的准确率为96.23%,ROC曲线下面积为0.96。结论 NODDI可有效评估WD患者脑部铜沉积所致微观结构和代谢变化,有望用于检测WD患者脑深部核团结构改变,并评估其病情进展。

神经突方向离散度和密度成像技术在脑胶质瘤术前分级中的应用

目的运用神经突方向的离散度与密度成像(NODDI)技术参数定量评估高、低级别脑胶质瘤的差异性,探讨NODDI技术在脑胶质瘤疾病术前诊断和分级上的应用价值。方法选取术后确诊为胶质瘤的27例患者,术前行常规平扫、增强以及高级扩散扫描,经后处理软件得到神经突方向离散度(ODI)、神经突内体积分数(FICVF)及各向同性体积分数(VISO)的图像,分别测量肿瘤实性的区域、瘤周水肿的区域及对侧正常的脑白质区各参数值的平均值。并通过受试者工作特征(ROC)曲线进行参数比较分析。结果高级别胶质瘤组肿瘤实质区域FICVF、VISO均高于低级别组,差异有统计学意义(P<0.05)。高级别胶质瘤组瘤周水肿区域FICVF、ODI、VISO均高于低级别胶质瘤组,差异无统计学意义。肿瘤实性区域ROC曲线下面积FICVF、ODI、VISO分别为0.82(P<0.05)、0.71(P<0.05)、0.61(P>0.05)。结论NODDI参数FICVF、ODI、VISO均可以用来鉴别高低级别胶质瘤,且FICVF的诊断效能最高,VISO效能最低。

神经突方向离散度与密度成像对帕金森病脑深部核团的临床研究

目的利用神经突方向离散度与密度成像(neurite orientation dispersion and density imaging,NODDI)探索帕金森病患者(Parkinson’s disease,PD)灰质核团微结构变化。材料与方法对36例PD患者和26例健康者进行MRI扫描和NODDI图像后处理,比较两组神经突体积分数(intracellular volume fraction,Vic)、神经突方向分散度(orientation dispersion index,ODI),通过受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC曲线)评估不同核团Vic值诊断效能。结果与对照组相比,PD患者左侧黑质(P<0.001)、丘脑(P=0.003)及右侧尾状核头(P=0.002)、壳核(P<0.001)、苍白球(P<0.001)、黑质(P<0.001)、红核(P<0.001)、丘脑(P=0.006)Vic值差异有统计学意义,且左侧黑质(P<0.001)及右侧尾状核头(P=0.038)、壳核(P=0.001)、苍白球(P=0.023)、黑质(P<0.001)、红核(P=0.023)ODI值差异有统计学意义。ROC曲线显示,右侧黑质、红核、苍白球、壳核Vic指标诊断PD的曲线下面积(area under curve,AUC)分别为0.861、0.788、0.852、0.843。此外,右侧黑质苍白球及黑质壳核Vic值联合诊断PD的AUC分别为0.925、0.921。结论NODDI技术可以定性区分PD患者和健康人群,量化分析PD脑深部灰质核团微结构改变情况。Vic指标在黑质部位显示出最佳诊断效能,且黑质苍白球及黑质壳核的联合诊断的诊断效能均优于单一核团,这一发现为PD诊断提供新的神经影像学支持。

磁共振神经突方向离散度和密度成像在阿尔茨海默症中的研究进展

神经突方向离散度和密度成像(neurite orientation dispersion and density imaging,NODDI)是一种新型的磁共振扩散成像技术,可用于量化神经树突和轴突微观结构的复杂性,从而获取神经纤维的形态学信息。与目前广泛应用于临床的扩散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)相比,此类神经突指标对脑组织微观结构的评估更具有特异性和敏感性。阿尔茨海默症(Alzheimer’s disease,AD)是以进行性认知功能障碍和记忆力减退为特征的中枢神经系统退行性疾病,通过NODDI技术可以评估AD患者神经系统微观结构的复杂性。现就NODDI技术的基本原理和在AD中的研究进展进行综述。

磁共振神经突方向离散度与密度成像对帕金森病患者壳核病变的临床应用

目的探讨磁共振神经突方向离散度与密度成像(neurite orientation dispersion and density imaging,NODDI)对帕金森病患者的临床应用价值。材料与方法收集我院41例帕金森病(Parkinson’s disease)患者和22名年龄和性别匹配的正常志愿者作为对照组进行磁共振平扫和NODDI,量化分析PD患者壳核(putamen)的变化,在组间比较壳核的细胞内体积分数(entracellular volume fraction,Vic)、方向分散指数(orientation dispersion index,ODI)和各向同性体积分数(volume fraction of the isotropic compartment,Viso)。多因素Logistic分析确定PD的独立预测因子。结果PD患者壳核中的Vic、ODI明显低于健康对照组(P<0.05)。多因素Logistic分析显示,PD患者壳核中的Vic值的变化与PD的相关性具有统计学意义(P<0.05),壳核中的Vic值是PD的独立预测因子。在ROC分析中,患者对侧壳核中的Vic显示出最佳的诊断性能。结论NODDI可能有助于诊断PD。

神经突方向离散度和密度成像的原理及其在中枢神经系统的研究进展

神经突方向离散度和密度成像(NODDI)是一种新型的多隔室扩散成像模型,该模型能够定量分析神经突密度和纤维方向离散度,这两种因素均可影响扩散张量成像(DTI)的参数各向异性分数(FA),能够比DTI更特异性地评估组织微观结构的变化。目前该技术已在生长发育和老化、神经退行性疾病、多发性硬化症、精神类疾病和脑卒中等方面展开研究。就NODDI的原理及其在中枢神经系统的研究进展进行综述。

肝豆状核变性磁共振神经突起方向离散度和密度成像与临床症状相关性

目的应用磁共振神经突起方向离散度与密度成像(neurite orientation dispersion and density imaging,NODDI)定量分析肝豆状核变性(Wilson disease)基底核及丘脑核团微结构改变,并评估各核团NODDI改变与WD神经精神症状的相关性.方法收集24例定期排铜的WD患者(WD组)和年龄性别相匹配的25名正常对照(正常对照组)的双侧尾状核、壳核、苍白球和丘脑的NODDI数据,主要参数包括神经突内体积分数(intraneurite volume fraction,Vic)、神经突方向离散度(orientation dispersion index,ODI)和脑脊液体积分数(isotropic volume fraction,Viso),比较各核团三项参数与正常对照组差异.分析WD患者改良Young量表与WD患者的NODDI参数的相关性.利用受试者工作特征曲线ROC分析NODDI各参数诊断WD患者的诊断效能.结果WD组与正常对照组相比,双侧尾状核、壳核、苍白球Vic值和ODI值均减少,而Viso值增加(均P<0.05);双侧丘脑Vic值降低,Viso值增加(均P<0.05),ODI不具有统计学差异(P>0.05).WD组分型之间各核团NODDI参数比较无统计学差异(均P>0.05).WD组肢体肌张力严重程度和左侧苍白球Vic值负相关(r=-0.425,P=0.038);震颤严重程度与左侧苍白球(r=-0.437,P=0.033)、左侧壳核(r=-0.541,P=0.006)、左右侧丘脑(r=-0.556,P=0.005;r=-0.493,P=0.014)的Vic值呈负相关;舞蹈样症状严重程度和左侧尾状核(r=-0.461,P=0.024)、左侧壳核(r=-0.489,P=0.015)Vic值呈负相关;高级神经功能评分和左侧苍白球(r=-0.562,P=0.004)、壳核(r=-0.570,P=0.004)、右侧苍白球(r=-0.679,P<0.001)、右侧丘脑(r=-0.490,P=0.015)的Vic值,左侧苍白球ODI值(r=-0.440,P=0.031)呈负相关.ROC曲线分析得到右侧丘脑Vic值、左侧尾状核ODI值、右侧尾状核Viso值对WD患者具有最佳诊断效能.结论不同临床症状表现WD患者核团NODDI改变不同,不同核团NODDI参数改变与临床症状具有一定相关性.

神经突方向离散度和密度成像在神经退行性疾病中的研究进展

随着神经退行性疾病的发病率不断上升,迫切需要一种生物标志物能够在重度神经元丢失出现之前检测到疾病的病理变化,以促进疾病的早期干预。神经突方向离散度和密度成像(neurite orientation dispersion and density imaging,NODDI)是一种新型的扩散MRI多室生物物理模型,能够量化神经突的密度与纤维分散程度,特异性地反映脑组织微观结构的改变。目前,该技术已用于多种神经退行性疾病的研究。本文就NODDI的技术原理及其在神经退行性疾病中的应用进行综述,以期为今后的研究提供影像学参考。

灌注加权成像与神经突方向分散度和密度成像鉴别脑胶质瘤复发与放射性坏死的价值

目的探究灌注加权成像(PWI)与神经突方向分散度和密度成像(NODDI)鉴别脑胶质瘤复发与放射性坏死的价值。方法前瞻性选取2018年12月至2020年6月于新疆医科大学第二附属医院进行胶质瘤术后放疗的80例患者进行灌注加权成像与神经突方向分散度和密度成像,经过神经突方向分散度和密度成像得到odi图、ficvf图、fvec图、浓度参数的沃森分布图(kappa)及各向同性体积分数图(fiso);经过灌注加权成像得到转运常数(K^(trans))、血管外细胞外间隙体积百分数(V e)、速率常数(K ep)及半定量参数iAUC的值。同时分析联合应用灌注加权成像与神经突方向分散度和密度成像在肿瘤复发与放射性损伤中的价值。结果本研究80例患者中有57例脑胶质瘤放射性脑坏死患者,23例脑胶质瘤复发患者。复发组和坏死组脑胶质瘤的fiso、fxvec、fyvec、fzvec、kappa、ficvf、odi的平均值可鉴别水肿与正常区,差异均有统计学意义(P<0.05)。脑胶质瘤复发组K^(trans)值、V e值和iAUC值均显著高于坏死组,差异均有统计学意义(P<0.05),而两组Ke P值差异无统计学意义(P>0.05)。复发组和坏死组患者检查过程中和检查后主要不良反应发生率比较差异均无统计学意义(P>0.05)。二者联合对对胶质瘤复发和坏死检出率诊断效能指标灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值和诊断准确率均显著高于仅采用灌注加权成像和神经突方向分散度和密度成像(P<0.05)。结论灌注加权成像与神经突方向分散度和密度成像鉴别脑胶质瘤复发与放射性坏死应用价值较高,值得临床推广使用。

应用神经突方向分散度和密度成像技术研究rs747302基因单核苷酸多态性对青春期儿童脑白质微结构的影响

目的应用神经突方向分散度和密度成像技术(neurite orientation dispersionand densityimaging,NODDI)技术,探讨多巴胺D4受体基因(DRD4)616位点(rs747302)单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)对正常青春期儿童白质微结构的影响。材料与方法该研究为前瞻性研究,通过rs747302基因型检测及NODDI扫描,获取2016年1月至2018年12月期间179例青春期儿童的基因型数据及磁共振NODDI扫描影像数据。经过后处理计算得到突触体积分数(neurite density index,NDI),神经突方向分散系数(orientation dispersion index,ODI)等NODDI指标图;以年龄、性别及IQ作为协变量,进行基于纤维束示踪的组间分析。结果 rs747302基因C/G SNP导致的被试白质组间差异主要位于双侧丘脑前辐射(anterior thalamic radiation,ATR),表现为ODI的升高及NDI的减低,且C等位基因携带者的NDI值与记忆/不分心因子呈正相关。结论 DRD4-616 SNP对于青春期正常儿童ATR白质微结构可能存在影响。

磁共振神经突定向扩散与密度成像对脑胶质瘤分级的研究进展

脑胶质瘤是颅内最常见的恶性肿瘤,具有高侵袭性及易复发的特点。目前,胶质瘤的分级主要依靠术后病理,但胶质瘤的早期发现及术前分级对手术方案的选择及术后患者的预后均具有重要的意义。近些年来,随着磁共振新技术的不断发展,扩散磁共振成像在脑胶质瘤的分级诊断中的作用越来越重要。现就神经突定向扩散与密度成像的成像原理、特征及其在脑胶质瘤分级诊断中的应用进行综述。

神经突方向离散度和密度成像对遗忘型轻度认知障碍脑白质微观结构的研究

目的采用神经突方向离散度和密度成像(NODDI)研究遗忘型轻度认知障碍(aMCI)患者脑白质微观结构的改变。方法搜集aMCI患者26例和正常对照者(NC)24名进行头部磁共振扩散序列扫描,采用FSL软件计算扩散张量成像(DTI)参数图各向异性分数(FA),采用NODDI_toolbox计算NODDI的参数图神经突密度指数(NDI)和方向离散度指数(ODI)。采用基于纤维束的空间统计分析方法(TBSS)构建FA、NDI和ODI白质纤维骨架图,对两组间骨架图进行双样本t检验;提取有统计学差异的纤维束的参数值,分别与简易智能状态检查量表(MMSE)和蒙特利尔认知评估量表(MoCA)评分做相关性分析。对相关性最强的纤维束的各参数值进行受试者工作特征(ROC)曲线分析。结果与NC组相比较,aMCI组FA值无统计学差异,NDI值在左侧扣带束、双侧钩束、左侧外囊、双侧内囊前肢及后肢、胼胝体压部和双侧上纵束显著降低(P<0.01,TFCE校正),ODI值在双侧扣带束、左侧皮质脊髓束、右侧上纵束显著降低(P<0.01,TFCE校正)。在NDI和ODI参数图中,胼胝体压部NDI值(r=0.351,P=0.012)及右侧上纵束ODI值(r=0.314,P=0.027)与MMSE评分相关性最强;胼胝体压部NDI值(r=0.448,P=0.001)及右侧扣带束ODI值(r=0.348,P=0.013)与MoCA评分相关性最强。ROC曲线下面积(AUC)相比较,胼胝体压部NDI值显著大于FA值(AUC=0.849,0.635,P=0.008),右侧上纵束NDI值与FA值AUC相比较无统计学差异(AUC=0.755,0.574,P=0.050),右侧扣带束ODI值与FA值AUC相比较无统计学差异(AUC=0.736,0.579,P=0.241)。结论MCI阶段存在神经突密度以及树突复杂性的降低,NODDI对白质的变化较DTI敏感,对aMCI的诊断可能较DTI有优势。

神经突方向离散度和密度成像结合机器学习对遗忘型轻度认知障碍脑微观结构的研究

目的采用神经突方向离散度和密度成像(NODDI)结合机器学习算法,研究遗忘型轻度认知障碍(aMCI)脑微观结构的改变。方法搜集26例aMCI患者和24例健康对照者,进行磁共振扩散序列扫描,采用NODDI_toolbox对扩散数据进行处理,获得NODDI参数神经突密度指数(NDI)、方向离散度指数(ODI)和各向同性水分子体积分数(Viso),基于约翰霍普金斯大学脑白质图谱,制作11个脑白质结构的模板,包括双侧扣带束、胼胝体膝部和压部、双侧内囊后肢、双侧上纵束、双侧钩束和穹窿的模板,基于解剖学自动标记模板(AAL),制作14个脑灰质结构的模板,包括双侧海马、双侧海马旁回、双侧杏仁核、双侧尾状核、双侧苍白球、双侧壳核、双侧丘脑的模板,提取模板的NDI、ODI和Viso值,应用K最近邻(KNN)、Logistic回归(LR)、随机森林(RF)、支持向量机(SVM)机器学习算法评估NODDI各参数对aMCI的预测能力;并对提取值进行独立样本t检验,具有统计学差异的结构与简易智能状态检查量表(MMSE)和蒙特利尔认知评估量表(MoCA)评分进行相关性分析。结果采用KNN、LR、RF、SVM机器学习算法,所有模板NDI值预测aMCI的受试者工作特征(ROC)曲线下面积(AUC)分别是0.781、0.719、0.833、0.766,所有模板ODI值预测aMCI的AUC分别是0.891、0.859、0.914、0.922;所有模板Viso值预测aMCI的AUC分别是0.914、0.891、0.922、0.891;所有模板NODDI所有参数(NODDI_all)预测aMCI的AUC分别是0.938、0.922、0.969、0.953;在白质结构中,aMCI组有45.45%(5/11)的NDI值显著降低,18.18%(2/11)的ODI值显著降低,27.27%(3/11)的Viso值显著增加;在灰质结构中,aMCI组有7.14%(1/14)的NDI值显著降低,71.43%(10/14)的ODI值显著降低,14.29%(2/14)的Viso值显著增加;相关性分析,右侧钩束NDI值,左侧上纵束、右侧海马、左侧尾状核、左侧苍白球ODI值,双侧扣带束、左侧海马Viso值均与MMSE评分相关;胼胝体压部、双侧钩束、左侧杏仁核NDI值,左侧上纵束、双侧海马、双侧海马旁回、左侧尾状核、左侧苍白球、左侧壳核、双侧丘脑ODI值,双侧扣带束、左侧海马Viso值均与MoCA评分相关。结论MCI阶段脑白质微观结构以神经突密度降低为主,灰质微观结构以树突复杂性降低为主,NODDI可能能够反映aMCI的临床认知状态,NODDI结合机器学习算法,有望成为aMCI早期诊断的新方法。

磁共振3D-T1WI及扩散成像在阿尔茨海默病中的研究进展

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是最常见的神经退行性疾病,主要症状为进行性记忆下降和认知功能障碍,发病率呈上升趋势,目前缺乏有效的治疗手段,因此,早期诊断、预防及延缓AD的进展至关重要。近年来,MRI已广泛应用于AD及其他认知障碍领域的研究,三维T1加权成像(three-dimensional T1 weighted imaging,3D-T1WI)、扩散MRI可以客观、间接地反映异常的大脑结构变化,为解释其机制提供影像学依据。本文从3D-T1WI、扩散MRI在AD中的应用展开综述,从多个角度探索AD患者脑结构变化及病理生理机制,为AD的早期诊断提供帮助。

基于不同脑微结构理论的扩散磁共振成像在帕金森病研究中的应用

帕金森病(PD)的疾病诊断主要依赖于临床表现,常规的颅脑磁共振扫描难以发现其异常,不能满足早期精准量化帕金森病病变区域的要求。扩散磁共振成像(dMRI)技术是一种无创检查活体组织微观结构的方法。扩散加权成像(DWI)、扩散张量成像(DTI)是临床上应用最广泛的dMRI技术,但其原理具有局限性,不能充分刻画大脑组织的微观结构。讨论几种弥补传统dMRI模型的新型扩散MRI成像技术,包括扩散峰度成像(DKI)、神经突方向离散度与密度成像(NODDI)、血管周围间隙扩散张量成像(DTI-ALPS)。综述上述影像技术在探测PD患者脑部微观结构改变中的应用,为PD患者的病理改变提供更多的影像学信息。

利用新型扩散成像技术研究年老对大脑微观结构的影响

了解年老过程中大脑在细胞水平上发生的变化对于揭示老年人认知功能下降的原因有重要意义。扩散MRI(diffusion MRI,d MRI)技术是目前惟一可以无创探查活体组织微观结构的方法。扩散张量成像(DTI,diffusion tensor imaging)是临床上最常用的一种d MRI技术,但是由于某些固有缺陷,它不能充分刻画大脑组织的微观结构。作者介绍三种可以有效弥补DTI不足的新型扩散成像方法:扩散峰度成像(diffusion kurtosis imaging,DKI),扩散的受阻受限合成模型(composite hindered and restricted model of diffusion,CHARMED)和神经突方向离散度与密度成像(neurite orientation dispersion and density imaging,NODDI)。联合使用DTI和这些新技术,研究者可以更深入地了解年老如何影响大脑的微观结构。

RSNA2016中枢神经系统影像学

RSNA2016神经系统方面科学报告的热点主要集中在拓展MRI新技术及数据分析方法,主要包括1 H-MR血氧定量成像(MOXI)、酰胺质子转移成像(APT)、扩散峰度成像(DKI)、神经突方向离散度及密度成像(neurite orientation dispersion and density imaging,NODDI)等,在中枢神经系统疾病的应用研究主要包括:(1)~1H-MR血氧定量成像(MOXI)测量人脑肿瘤氧张力(PO2);(2)MK提供人神经胶质瘤的分子状态的信息;(3)缺血性卒中病灶酸度分级评估缺血半暗带和侧枝循环的情况;(4)扩散加权动脉自旋标记(DW-ASL)MRI测量内源性水渗漏评估阿尔茨海默病(AD)脑血管渗漏、定量磁化率成像(QSM)定量分析AD脑内病理性铁沉积;(5)糖尿病脑损伤的认知功能以及精神疾病功能MR成像。本文对相关内容进行简要综述。

磁共振NODDI技术对阿尔兹海默病和遗忘型轻度认知障碍海马体微观结构的研究

目的利用神经突方向离散度和密度成像(neurite direction dispersion and density imaging,NODDI)分析阿尔兹海默病(Alzheimer’s disease,AD)和遗忘型轻度认知障碍(amnestic mild cognitive impairment,aMCI)患者双侧海马微观结构改变,为AD的发病机制提供更多信息,并以此探究NODDI技术对AD和aMCI的临床价值。材料与方法招募15例aMCI患者、20例AD患者与20例正常对照(normal contral,NC)进行前瞻性NODDI扫描,利用MRIcro软件测量三组双侧海马神经突密度指数(neurite density index,NDI)、神经突方向离散度指数(orientation dispersion index,ODI)、各向同性水分子体积分数(volume fraction of isotropic water molecule,Viso),三组间各参数利用单因素方差分析比较差异性,并用LSD检验组间差异性,对于有差异的参数,采用Spearman相关分析差异参数与简易智能状态检查量表(Mini-Mental State Examination,MMSE)评分和蒙特利尔认知评估量表(Montreal Cognitive Assessment,MoCA)评分的相关性,获取相关系数r。结果与NC组相比,aMCI组和AD组双侧海马NDI值和ODI值明显低于NC组,差异具有统计学意义(P<0.001),Viso值显著高于NC组,差异也具有统计学意义(P<0.001)。aMCI组和AD组再进行组间比较,AD组Viso值显著高于aMCI组,差异有统计学意义(P<0.001),而NDI值和ODI值差异无统计学意义(P>0.05)。相关性分析:左侧海马NDI值(r=0.656,P<0.001)与MMSE评分正相关最强,左侧Viso值(r=-0.690,P<0.001)与MMSE评分负相关最强;同时,左侧海马NDI值(r=0.632,P<0.001)与MoCA评分正相关最强,左侧Viso值(r=-0.629,P<0.001)与MoCA评分负相关最强。结论aMCI阶段和AD阶段双侧海马神经突数量、体积和排列复杂程度都有显著降低,为探究AD的发病机制提供了更多的参考数据。同时,aMCI向AD进展的过程中,双侧海马Viso值有可能成为重要评估指标,对aMCI和AD的鉴别、随访和评估预后具有重要价值。

数据采集方案对神经扩散模型影响的评估

基于单次数据采集的多种扩散模型联合应用已逐渐成为临床研究的热点,本研究比较了三种采集方案对于神经扩散模型定量计算的影响,包括Q空间笛卡尔网格(QGrid)、多壳层异向(Free)和多壳层同向(MDDW)采集方案,涉及的扩散模型包含扩散张量成像(DTI);扩散峰度成像(DKI);神经突方向分散度和密度成像(NODDI);平均表观传播(MAP)模型.结果表明DTI和DKI模型对采集方案相对不敏感,而NODDI和MAP对采集方案和最大b值的设置相对较敏感,并且QGrid和Free方案一致性较高,因此在大样本和多中心研究中需要考虑采集方案的选择.此外,考虑到QGrid和Free方案分别在结合更多扩散模型和神经纤维束成像应用上更具优势,因此推荐使用.