多发性硬化和视神经脊髓炎的脑灰质结构分析

目的利用基于体素的形态学测量(VBM)和基于皮层的脑形态学测量(SBM)方法对多发性硬化(MS)和视神经脊髓炎(NMO)患者脑灰质体积及皮层厚度进行比较分析,探讨这两种疾病的脑灰质结构变化的差异。方法对21例MS患者,16例NMO患者以及19例健康对照者行磁共振常规序列扫描,基于Matlab2014a平台的统计参数工具SPM12以及SPM12下的小工具CAT12,对VBM和SBM方法处理的数据进行分析。结果MS组与正常对照(NC)组相比,经高斯随机场(GRF)校正后,MS组在左侧枕上回、左侧楔叶、左侧距状皮质、左侧楔前叶、左侧中央后回、左侧中央旁小叶、右侧楔叶、左侧额中回、左侧额上回和左侧额内侧回灰质体积显著性减少(P<0.05);经族系错误(FWE)法校正后,MS组在左侧中央旁小叶、左侧额上回和左侧楔前叶皮层厚度显著性减少(P<0.05)。NMO组与NC组相比,经GRF校正后,NMO组在左侧中央后回、左侧中央前回、左侧顶下小叶、右侧中央前回和右侧额中回灰质体积显著性增加(P<0.05);NMO组在左侧枕中回、左侧枕上回、左侧颞下回、右侧枕中回、左侧额上回眶部、右侧中扣带回、左侧前扣带回、右侧角回和左侧楔前叶灰质体积显著性减少(P<0.05);经FWE校正后,NMO组与NC组相比皮层厚度没有显著性差异的脑区。MS组与NMO组相比,经GRF校正后,MS组在右侧梭状回和右侧额中回灰质体积显著性增加(P<0.05);MS组在左侧丘脑、左侧苍白球、左侧中央前回、左侧额中回、左侧颞中回、右侧苍白球、左侧顶下小叶和右侧顶上小叶灰质体积显著性减少(P<0.05);经FWE校正后,MS组在左侧顶下小叶、左侧顶上小叶、左侧缘上回、左侧中央旁小叶、左侧额上回和左侧楔前叶皮层厚度显著性减少(P<0.05)。结论MS患者脑灰质结构萎缩主要累及左侧顶叶区域,NMO患者对于脑灰质结构的改变不敏感。MS患者与NMO患者差异显著性的脑区主要位于脑深部灰质相关核团。

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。

膝骨性关节炎患者脑结构和功能变化的多模态MRI

目的联合基于体素的形态学测量(VBM)技术和静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)技术探究膝骨性关节炎(KOA)患者静息状态下脑灰质体积、脑神经元活动强度及基于种子点的功能连接强度改变,综合分析KOA相关异常脑网络。方法前瞻性收集30例KOA患者(KOA组)及30例健康人(HC组)的3D高分辨率T1WI像和rs-fMRI图像,采用VBM、低频振幅、功能连接3种方法分析两组间脑灰质结构和功能数据差异。结果与HC组相比,KOA组双侧梭状回、右侧颞中回低频振幅值增高,右侧楔前叶、右侧内侧前额叶皮质、左侧额中回低频振幅值减低(体素水平P<0.005,团块水平P<0.05);右侧楔前叶、右侧顶下小叶、右侧初级视觉皮层、左侧颞中回、左侧中央后回灰质体积减小(体素水平P<0.002,团块水平P<0.05);以右侧楔前叶为种子点,与右侧颞中回的功能连接增强,与左侧前扣带回、左侧背外侧前额叶皮质的功能连接降低(体素水平P<0.005,团块水平P<0.05)。结论KOA患者感知皮层系统及联合皮层系统阵营均存在血氧水平依赖信号及灰质微结构的改变且有重叠,主要涉及视觉网络、感觉运动网络、默认状态网络、执行控制网络内及默认状态网络、执行控制网络、突显网络的部分脑区间,这可能提示KOA患者不仅处于慢性疼痛的病理状态,还伴有信息整合、注意力控制、情绪反应、情感解读等功能活动的异常。

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。

首发未治疗精神分裂症缺陷和非缺陷亚型脑结构磁共振研究

目的探讨首发未治疗精神分裂症缺陷型与非缺陷型之间大脑的结构差异。方法纳入精神分裂症患者和正常对照,使用缺陷型精神分裂症诊断量表对患者进行分型,采用阳性和阴性症状量表评定患者的症状,所有受试者进行脑结构MRI扫描,采集高分辨T_(1)加权图像后使用基于体素的形态学分析,比较各组脑结构的差异。结果本研究纳入首发未治疗缺陷型与非缺陷型精神分裂症患者各44例,以及正常对照44名。精神分裂症缺陷型患者与正常对照相比白质体积缺损,分布于小脑和左侧丘脑(P<0.05,FWE校正);非缺陷型患者白质及灰质体积与缺陷型患者及正常对照相比均无统计学差异(P>0.05)。非缺陷型患者右侧舌回(r=0.37,P=0.02)及左侧舌回(r=0.39,P=0.01)白质体积与阴性症状存在相关。结论缺陷型精神分裂症在疾病早期白质损伤脑区涉及小脑、丘脑,这为寻找临床特异性指标提供了线索。

脑皮质梗死慢性期非流利性失语症灰质体积的改变

目的探讨脑皮质梗死慢性期非流利性失语症患者灰质体积的改变及其与语言功能的关系。方法2016年6月至2019年6月,暨南大学附属第一医院康复科脑皮质梗死慢性期非流利性失语症住院患者19例为患者组,健康人28例为对照组,分别行结构磁共振扫描,采用基于体素的形态学测量分析两组灰质体积存在差异的脑区,提取有体积差异的脑区与患者组汉语失语成套测验评估量表(ABC)部分亚项评分进行相关性分析。结果患者组右额下回三角部、右额下回岛盖部、右角回、右内侧额上回、左岛叶、左内侧额上回灰质体积增加,右苍白球灰质体积减少。患者组左岛叶体积与复述(r=0.665,P=0.001)和命名(r=0.638,P=0.003)评分相关,右额下回三角部与听理解(r=0.493,P=0.031)、复述(r=0.576,P=0.009)和命名(r=0.674,P=0.001)评分相关。结论脑皮质梗死慢性期非流利性失语症患者左岛叶、右额下回三角部体积增大,可能与语言功能相关。

不同部位脑梗死所致脑灰质结构改变

目的采用基于体素的形态学分析方法(VBM)比较不同部位脑梗死患者脑灰质结构改变。方法对慢性期运动功能恢复良好的25例基底节区梗死、13例脑桥梗死患者和22名性别、年龄相匹配的健康志愿者行高分辨率T1W扫描,采用VBM 8软件包进行图像后处理,分别比较基底节区梗死组、脑桥梗死组与正常对照灰质体积存在差异的脑区。结果基底节区梗死组患侧初级运动皮层(M1区)、丘脑灰质体积减小。脑桥梗死组两侧小脑半球后叶灰质体积减小,以健侧为著;两侧辅助运动区(SMA)、健侧大脑半球M1区灰质体积增加。结论不同部位脑梗死所致脑灰质结构改变存在差异,可能对临床实现个体化治疗及康复训练有一定指导意义。

2型糖尿病患者大脑灰质密度改变及其与认知受损的相关性研究

目的:利用磁共振成像技术结合基于体素的形态学分析方法,探讨2型糖尿病(T2DM)患者大脑灰质密度改变与糖尿病临床指标及认知功能受损之间的关系。方法:采集31名T2DM患者及32名正常人的大脑磁共振结构像,计算全脑体素的灰质密度,提取存在显著差异脑区的灰质密度与临床指标及认知测试结果进行相关性分析。结果:体素的形态学结果显示,与正常对照组相比,T2DM患者右侧小脑、左侧颞中回、左侧枕中回的灰质密度明显降低(P<0.001)。右侧小脑及左侧颞中回的灰质密度分别与简易精神状态检查量表评分呈显著正相关。结论:T2DM患者在小脑、颞叶和枕叶会出现灰质密度降低,且这些脑区的灰质密度降低与患者认知受损有关。

空气细颗粒物暴露水平与健康成人大脑灰质体积和认知功能的关联研究

目的:应用磁共振成像(MRI)技术探究空气细颗粒物PM2.5暴露水平对健康成年人大脑灰质体积(GMV)和认知功能的影响。方法:选取487例健康成人,采集一般人口学信息及详细居住信息,并根据居住信息获取各受试近6个月和8岁~15岁期间的PM2.5暴露水平,对所有研究对象完成高分辨率结构MRI扫描,使用中文版精神分裂症认知功能成套测验-共识版(MCCB)进行认知测查,使用相关和回归分析探索空气PM2.5暴露水平与GMV和认知功能的关联。结果:近6个月PM2.5暴露水平与大脑右侧额下回三角部(brodmann分区[BA]45)和右侧颞中回(BA22)GMV存在负性关联(FWE校正,P<0.05,团块>10体素);与MCCB认知评估的信息处理速度-连线测试(r=-0.17,P<0.01)和推理和问题解决-迷宫测验评分(r=-0.22,P<0.01)负相关。8~15岁时的累积空气PM2.5暴露量与左侧梭状回(BA18)和右侧舌回(BA17)GMV负相关(FWE校正,P<0.05,团块>10体素),且与信息处理速度-连线测试、推理和问题解决-迷宫测验评分也呈负相关(r=-0.12、-0.17,均P<0.05)。结论:近期及儿童期较高的PM2.5暴露水平可能与较低的部分脑区GMV和较差的信息处理速度以及推理和问题解决能力存在关联。

下腰痛患者脑灰质体积及结构网络的fMRI研究

目的探讨因腰间盘突出所致下腰痛(lower back pain,LBP)患者脑灰质体积及基于小世界网络方法的脑结构变化。材料与方法回顾性收集20例LBP患者及20名年龄和性别相匹配的健康者进行了fMRI扫描。基于体素的形态学分析(voxel-based morphometry,VBM)方法比较两组的脑灰质体积差异;为了反映整体网络效率,通过脑网络的统计研究来比较两组间脑网络的差异。结果与对照组相比,LBP涉及多个脑功能区灰质体积减小(P<0.001);LBP的大脑网络表现出明显更长的特征路径长度(P<0.001),更低的集聚系数(P=0.001)、全局及局部效率(P<0.001),并倾向于具有不稳定且效率低下的大脑网络结构。此外,LBP患者在多个脑区均呈现了功能连接性的显著降低(P<0.001)。结论LBP引起多个脑区灰质萎缩及脑网络结构拓扑属性损害,为揭示LBP疼痛调节的神经机制提供了理论基础。

热性惊厥附加症儿童的脑灰质形态学分析

目的:采用基于体素形态学测量(VBM)及基于表面形态学测量(SBM)方法,探讨热性惊厥附加症(FS+)儿童的脑灰质结构变化。方法:选取20例FS+患者及与之性别、年龄及受教育程度匹配的19名正常对照者进行磁共振3D T1结构像序列扫描,应用SPM12中VBM及CAT12工具箱进行全脑灰质体积、皮质厚度、脑沟深度、沟回指数及分形维度分析,采用独立样本t检验获得差异具有统计学意义的脑区。结果:与对照组相比,FS+组右侧额下回、右侧丘脑及左侧颞上回体积减小(P<0.05)。FS+组双侧颞上回、缘上回、左侧中央旁小叶、左侧额下回、左侧楔前叶、左侧顶下回、左侧颞下回、右侧顶上回及右侧梭状回皮质较对照组增厚(P<0.05)。脑沟深度、沟回指数及分形维度在FS+组与对照组间无统计学差异。结论:FS+患者存在多个脑区灰质体积减小及皮质厚度增加,其海马体积较正常组无明显变化。

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。

感音神经性耳聋者的脑白质结构基于体素形态学研究

目的利用基于体素形态学技术比较听力正常人与感音神经性耳聋人的脑白质之间差异。方法分别对20例听力正常人及20例感音神经性耳聋人进行常规T2-WI与三维(3D)快速扰相梯度回波(FSPGR)采集脑结构图像。用VBM技术运算,然后观察2组脑质差异并显示出差异脑区的MNI坐标及差异容积,然后对所得数据进行相应统计学分析。结果听力正常组脑白质增多的区域有(P<0.01,Clustersize=30):左侧颞上回、左侧额中回、左侧顶叶(半卵圆中心)、左侧楔前叶、左侧额下回、左侧颞上回、左侧中央后回、左侧小脑半球、右侧颞上回。结论感音神经性聋人在左、右侧颞上回白质减少,提示其白质发生萎缩。

静息态功能磁共振成像对长期慈悲冥想者脑结构和脑功能的研究

目的研究长期慈悲冥想者脑结构和功能的改变.材料与方法招募同一年龄段、性别一致、慈悲冥想年限3年以上并世居于青海的长期慈悲冥想者15例及非冥想志愿者16例,使用Prisma 3.0 T磁共振扫描仪对所有受检者进行脑结构及脑功能序列的图像采集,应用基于体素的形态学(voxel-based morphology,VBM)及局部一致性(regional homogeneity,ReHo)等方法处理并进行组间对比,提取差异脑区脑灰质体积(gray matter volume,GMV)与ReHo值.结果与对照组相比,长期慈悲冥想组在双侧颞上回、右侧枕中回、左侧中央前回及右侧上部中央后回的GMV增加;ReHo值增加的脑区有双侧丘脑及左侧小脑4/5区;ReHo值减低的脑区有右侧岛盖部额下回、右侧三角部额下回、右侧额中回.结论长期慈悲冥想者出现多个脑区GMV增加,存在ReHo值的变化,长期慈悲冥想组和对照组脑结构和功能的差异在某种程度上为冥想辅助治疗临床疾病提供了一定的参考依据.

鼻咽癌患者放疗期间的灰质体积变化:基于体素的形态学分析

目的研究鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma,NPC)患者的大脑灰质体积在放疗期间的变化及其与放疗剂量的关系。材料与方法选取21例首发NPC患者,分别在放疗前(放疗开始前1~2 d)、放疗中(放疗开始后19~20 d)和放疗后(放疗结束后1~2 d)进行颅脑3D-T1加权MRI扫描,使用基于体素的形态测量学方法分析脑灰质体积在放疗期间的改变,并进行体积改变和剂量大小的相关性分析。结果与放疗前相比,NPC患者在放疗中颞叶(双侧梭状回、右侧颞上回、右侧颞中回、右侧颞下回)、枕叶(左侧舌回、右侧矩状回)、额叶(左侧眶部额中回、左侧眶部额下回)、边缘叶(左侧岛叶、双侧前扣带回)、左侧小脑灰质体积减小(cluster水平FWE校正,P<0.001);NPC患者在放疗后,上述颞叶、枕叶、额叶、边缘叶和小脑灰质体积仍显著减小,同时出现右侧岛叶,左侧颞叶、双侧额上回、右侧眶部额下回、右侧小脑、右侧海马旁回灰质体积减小(cluster水平FWE校正,P<0.001)。左侧小脑灰质体积变化与放疗剂量呈正相关(r=0.503,P=0.020)。结论NPC患者在放疗期间的大脑灰质结构已发生了形态学改变。

感音神经性耳聋者的脑灰质结构基于体素形态学的研究

目的利用基于体素形态学技术分析听力正常人志愿者与感音神经性耳聋患者之间的脑灰质差异。方法分别对24例听力正常人及24例感音神经性耳聋人进行常规T2-WI与三维(3D)快速扰相梯度回波(fast spoiled gradient echo,FSPGR)采集脑结构图像。用VBM技术运算,然后观察两组之间的脑质差异并显示出差异脑区的MNI坐标及差异容积,然后对所得数据进行相应统计学分析。结果感音神经性耳聋组脑灰质增多的区域有(P<0.01,Cluster size=40):左侧颞上回、右侧颞上回、左侧额下回、左侧中央前回、左侧中央后回、左侧扣带回、左侧小脑半球、左侧顶下小叶、左侧屏状核、左侧小脑前叶、右侧小脑前叶、右侧小脑后叶、右侧额下回。结论感音神经性聋人在左、右侧颞上回灰质增多,提示其听觉中枢皮质有结构重组。

偏头痛的脑磁共振成像研究进展

偏头痛是一种易反复发作的神经内科疾病,在受到光、声音和其他刺激后敏感性增强,严重影响患者的生活质量。磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)已在探索神经系统疾病的病理生理机制方面取得突破性进展,现阶段磁共振成像评估偏头痛多方面参数的潜力尚未被临床医生熟知,本文以不同的MRI技术综述偏头痛多模态磁共振的最新研究进展。

轻微型肝性脑病的功能磁共振成像研究进展

肝性脑病(HE)是由各种急、慢性肝病引起的一种严重的并发症,可表现为行为异常、意识障碍,甚至昏迷,对病人生活质量及预后的影响非常大。轻微型肝性脑病(MHE)是肝性脑病最早、最轻微的表现形式,常无明显临床症状,临床诊断存在困难。如何早期发现MHE,指导临床尽早地干预治疗非常重要。近年来,功能磁共振成像(fMRI)技术的迅猛发展,为早期发现MHE的病理生理改变提供了更多可能,目前已成为MHE相关研究中的一大热点。

基于体素的形态学用于不同亚型遗忘型轻度认知障碍患者脑灰质改变的研究

目的利用基于体素的形态学分析方法(Voxel based morphometry,VBM)研究不同亚型遗忘型轻度认知障碍(amnesic Mild Cognitive Impairment,aMCI)患者灰质萎缩特点及灰质萎缩与认知功能改变的关系。方法收集2018年8月至2019年8月间牡丹江医学院附属红旗医院记忆门诊存在记忆下降主诉患者36例,完善神经心理学检查后,根据认知受损特点及程度,分为除记忆受损外无其他认知功能损害的单领域aMCI(single domain aMCI,sd-aMCI)18例、以及除了记忆功能损害,还有注意、语言等其它一个或多个认知领域损害的多领域aMCI(multiple domain aMCI,md-aMCI)18例,同时纳入体检正常老年人15例作为对照组(Normal control,NC),采用3.0T磁共振对入组对象进行T1WI扫描,利用DPABI及SPM12软件对扫描获得的结构图像进行预处理,进而对各组全脑灰质体积及灰质改变的结果进行统计学分析。结果与NC相比,sd-aMCI可见双侧扣带回,左侧前额叶存在灰质萎缩改变(P<0.05);md-aMCI可见双侧海马、海马旁回、杏仁核、左颞中回、左侧壳核、左边缘叶、右上顶叶、右楔前叶、楔叶、右侧扣带回以及右侧枕叶中回等存在灰质萎缩(P<0.05)。结论 VBM测量可以显示阿尔茨海默病(Alzheimer’s Disease,AD)早期阶段脑灰质萎缩改变的特点,有助于临床工作中对AD患者的早期诊断。

基于体素的形态学测量的重症肌无力患者脑结构改变研究及其与认知功能障碍的相关性分析

目的分析重症肌无力(MG)患者是否存在认知功能障碍及脑结构改变,从脑结构角度探讨MG认知功能损害的可能机制。方法选择苏州大学附属第一医院神经内科自2019年7月至2021年12月收治的28例MG患者作为MG组,选择MG患者家属或同期于医院体检中心体检的健康体检者共30例作为健康对照组。采用神经心理学测试评估受试者的认知功能;采用基于体素的形态学测量(VBM)方法分析受试者结构磁共振成像(sMRI)上脑结构的改变,采用相关性分析检验MG组患者差异脑区的灰质体积与认知功能的相关性。结果与健康对照组比较,MG组患者的简易智力状态检查量表(MMSE)评分、蒙特利尔认知评估量表(MoCA)评分、画钟测验(CDT)评分、词语流畅性测验(VFT)评分、Rey听觉词语学习测验(RAVLT)即刻记忆评分和延迟记忆评分均降低,而连线测验A部分(TMT-A)耗时、汉密尔顿抑郁量表(HAMD)评分和汉密尔顿焦虑量表(HAMA)评分均增高,差异均有统计学意义(P<0.05);与健康对照组比较,MG组患者左侧眶部额上回、右侧眶部额中回、右侧三角部额下回、左侧脑岛、左侧额中回、右侧缘上回、右侧前扣带和旁扣带脑回、左侧内侧和旁扣带脑回、左侧内侧额上回以及左侧背外侧额上回的灰质体积减小,差异均有统计学意义(P<0.05);相关性分析显示MG组患者左侧脑岛的灰质体积与Stroop色词测验(CWT)-A耗时呈负相关关系(r=-0.407,P=0.035)。结论MG患者存在认知功能下降及部分脑区灰质萎缩,且灰质萎缩脑区与认知功能损害领域相对应。