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.     

基于VBM-DARTEL的局灶性皮质发育不良脑灰质体积异常检测方法

目的:局灶性皮质发育不良(Focal Cortical Dysplasia,FCD)是导致药物难治性癫痫的重要病因之一。如何应用磁共振影像探究FCD全脑解剖结构的异常变化部位和定位,对临床诊断和治疗具有重要意义。方法:本文建立一种基于VBM-DARTEL的FCD脑灰质异常检测方法。该方法包括对磁共振结构像进行图像分割、DARTEL模板制作、图像标准化等,最后使用双样本独立t检验统计分析患者组和对照组全脑灰质体积的差异,从而得到FCD脑灰质的病变特征。结果:与正常对照组相比,FCD患者组双侧大脑半球存在广泛脑区的灰质体积异常;FCD患者的脑灰质存在萎缩,并伴有灰质体积异常增大的脑区,且多集中在额叶和颞叶等区域。结论:基于DARTEL的VBM方法可以有效地检测FCD患者脑灰质体积的异常变化,且能准确定位FCD病灶。     

基于功能连接的大脑年龄预测的影响因素

目的 探索基于静息态功能连接进行大脑生理年龄预测的可行性及相关影响因素.方法 选取来自阿尔茨海默病神经影像学计划(Alzheimer disease neuroimaging initiative,ADNI)数据库的41例满足条件的健康受试者.首先对静息态功能磁共振成像(resting-state functional MRI,rs-fMRI)数据进行预处理并提取功能连接特征,利用基于Bootstrap的特征筛选方法进行特征降维;然后使用支持向量回归建立正常人大脑年龄的预测模型,最后用留一法进行交叉验证,并比较不同大脑模板、全脑信号回归及性别因素对年龄预测的影响.结果 基于AAL-90、AAL-1024、Shen-268、Fan-246脑图谱得到的预测值与真实年龄之间的相关系数r分别为0.23、0.29、0.17、0.38.使用全局信号回归,基于Fan-246脑图谱得到年龄预测模型的相关系数r显著提升为0.66.利用性别分组建模,基于Fan-246脑图谱预测模型的相关系数r提升为0.46.结论 根据静息态功能磁共振的功能连接特征可以较好地估计健康大脑的生理年龄,且大脑模板、全局信号回归对年龄估计模型的性能有较大影响.本研究可加深对大脑老化过程的认识,对阿尔兹海默病的早期诊断和预防有着重要的指导价值.     

股骨近端防旋髓内钉内固定治疗股骨干骨折合并同侧股骨粗隆间骨折的临床疗效分析

目的探讨运用闭合复位加长型股骨近端防旋髓内钉(PFNA)治疗股骨干骨折合并同侧股骨粗隆间骨折的临床疗效。方法选择股骨干骨折合并同侧股骨粗隆间骨折患者70例,采用PFNA治疗的40例患者设为观察组,动力髋螺钉(DHS)治疗的30例患者设为对照组,比较两组患者手术时间、术中出血量、切口长度、骨折愈合时间等手术指标,采用髋关节Harris评分评价术后1、3、6个月髋关节功能,同时对随访期并发症发生率进行比较。结果观察组手术时间、术中出血量、切口长度显著低于对照组,差异有显著性(P<0.05),骨折愈合时间差异无显著性(P>0.05)。观察组术后1、6个月髋关节Harris评分与对照组差异无显著性(P>0.05),两组手术前后均差异显著,观察组术后3个月与对照组差异有显著性(P<0.05)。观察组并发症发生率与对照组差异无显著性(P>0.05)。结论采用闭合复位加长型股骨近端防旋髓内钉与动力髋螺钉治疗均有良好的疗效,但PFNA创伤更小、手术时间较短,是更为理想的治疗股骨干骨折合并同侧股骨粗隆间骨折方式。     

大脑静息态fMRI信号复杂度的年龄效应研究

目的利用静息态f MRI探索大脑老化过程中不同脑区自发活动信号复杂度的演化规律,为正常老龄化评估提供新的特征参数。方法首先,计算比较老年组与年轻组在全脑水平Hurst指数的差异,并将显著异常的区域作为感兴趣区,其次,将感兴趣区的平均Hurst指数与年龄进行相关分析。结果老年组与年轻组在额中回、壳核、丘脑、枕中回、楔前叶、中央前回和中央后回等脑区的Hurst指数存在显著性差异(P0.05,K24,Alphasim校正)。左侧中央前回和中央后回的平均Hurst指数与年龄呈强负相关,相关系数分别为-0.76和-0.82,右侧壳核与年龄呈强正相关,相关系数为0.73,其余脑区均与年龄呈中等正相关。结论特定脑功能区中Hurst指数与年龄存在较强的线性相关性,因此可作为老龄化评估的一个特征参数。     

生物医学工程学科发展的思考

本文分析了国内外生物医学工程学科发展历程和学科特征。基于生物医学大数据时代的特点,提出了基于理论驱动型和应用驱动型生物医学工程学科发展的新思路,阐明了在大数据时代生物医学工程学科的发展特色,以期对生物医学工程学科建设与发展提供有益参考。     

抑郁状态对认知影响的脑功能网络特征研究

目的 用功能磁共振构建功能脑网络,检测伴有抑郁的MCI（MCI-d）患者的脑功能连接强度（FCS）的变化,并进一步探测抑郁与AD之间的关系。方法 共纳入27例不伴有抑郁的MCI患者（MCI-nd）,19例伴有抑郁的MCI患者（MCI-d）及32例年龄、性别和受教育程度相匹配的健康对照者（HC）。采集所有受试的功能磁共振（fMRI）数据,对数据进行常规预处理,构建基于脑图谱AAL-1024模板分区的脑功能网络,计算各脑区的FCS及核心节点（hub）,比较3组在FCS上的差异,然后确定差异脑区及其功能连接特征。结果 HC与MCI-nd之间有差异的脑区（P<0.005）：左脑背外侧额上回（FCS增强）、右脑楔前叶（FCS减弱）;HC与MCI-d之间有差异的脑区（P<0.005）：右脑颞下回（FCS减弱）、右脑背外侧额上回（FCS减弱）、左脑颞中回（FCS减弱）、右脑角回（FCS减弱）;MCI-nd与MCI-d之间有差异的脑区（P<0.005）：左脑额中回（FCS减弱）、右脑额中回（FCS减弱）、左脑角回（FCS减弱）、右脑角回（FCS减弱）。其中左脑颞中回、右脑角回为核心节点。结论 情感网络和默认网络在MCI-d中可能同时受损,提示抑郁有可能是临床前期AD的一个潜在的临床标志,可用于识别最有可能进展为AD的MCI。     

基于功能连接算法的斜视性弱视儿童静息态功能磁共振成像的研究

目的探索斜视性弱视儿童脑功能区及其功能连接的改变,揭示斜视性弱视的发生与脑功能改变的相关性。方法在静息态下采集22位斜视性弱视儿童和10名健康儿童脑功能磁共振图像,利用DPARSF软件计算全脑与ROI功能区的连接系数,并应用t检验对实验组和健康对照组进行组内和组间功能连接系数分析。结果发现斜视性弱视儿童部分脑功能连接低于正常对照组的相应脑区连接,这些功能区主要分布于枕叶、颞叶、小脑后叶、顶叶、额叶、扣带回等脑区。结论基于静息态的f MRI的脑功能连接算法可以反映斜视性弱视儿童视皮层的变化和多脑区神经活动的变化。