阿尔茨海默病脑MRI标准化采集与分析中国脑成像联盟专家共识

阿尔茨海默病(AD)的发病率逐年升高,危害严重。目前AD的发病机制尚不清楚,且缺乏有效的治疗手段,故深入研究其发病机制对AD的治疗和预防意义重大。多模态MRI为研究AD的发病机制提供了无创、客观、定量的技术手段。但目前国内各单位MR的品牌、机型、序列、参数、质量控制以及后处理方法均不一致,为多中心、大样本AD影像学研究带来困难。因此,国内主要从事脑成像研究的多家权威机构和专家团队,充分总结了大脑MRI在数据采集、质量控制和数据分析方面的经验,共同制定了《阿尔茨海默病脑MRI标准化采集与分析中国脑成像联盟专家共识》,以期为国内多中心/大样本AD研究奠定高质量的数据基础。     

轻度认知功能障碍患者大脑fMRI网络的小世界特性

目的 应用静息态fMRI数据检验轻度认知功能障碍（MCI）患者大脑功能网络是否具有小世界特性。方法 采集13例MCI患者（MCI组）和17名正常老年人（NC组）的大脑静息态BOLD-fMRI数据。采用SPM 5软件对图像进行预处理,将大脑分割为90个区域并计算90个区域间的相关系数。以矩阵稀疏度（Sparsity）为阈值,将相关矩阵转换为网络。计算网络的聚类系数（C）和平均路径长度（L）,若满足γ＝C/Crand＞1且λ＝ L/Lrand ≈1（rand代表相应随机网络）,为该大脑功能网络具有小世界特性。采用双样本t检验比较MCI组与NC组大脑功能网络小世界参数的差异。结果 在0.1～0.4阈值范围内,MCI组和NC组均符合γ＞1且λ≈ 1。MCI组γ和δ均大于NC组,且在0.10≤Sparsity≤0.18时差异具有统计学意义（P＜0.05）;MCI组λ在各阈值处均小于NC组,在Sparsity＝0.18、0.28和0.32处差异具有统计学意义（P＜0.05）。结论 MCI患者大脑fMRI网络具有小世界特性,但与正常老年人相比其小世界特性增强。     

轻度认知功能障碍患者大脑fMRI网络小世界特性

目的 应用静息态fMRI观察轻度认知功能障碍（MCI）患者大脑功能网络是否具有小世界特性。方法 采集13例MCI患者（MCI组）和17名正常老年人（NC组）的大脑静息态BOLD-fMRI数据。采用SPM5软件对图像进行预处理,将大脑分割为90个区域,计算90个区域间的相关系数。以矩阵稀疏度（Sparsity）为阈值,将相关矩阵转换为网络。计算网络的聚类系数（C）和平均路径长度（L）,若满足γ=C/C_rand>1且λ=L/L_rand≈1（rand代表相应随机网络）,为则认为大脑功能网络具有小世界特性。采用双样本t检验比较MCI组与NC组大脑功能网络小世界参数的差异。结果 在0.10~0.40阈值范围内,MCI组和NC组均符合γ>1且λ≈1。MCI组γ和δ均大于NC组,且在0.10≤Sparsity≤0.18时差异有统计学意义（P<0.05）;MCI组λ在各阈值处均小于NC组,在Sparsity=0.18、0.28和0.32处差异有统计学意义（P<0.05）。结论 MCI患者大脑fMRI网络具有小世界特性,且与正常老年人相比有所增强。     

阿尔茨海默患者大脑功能网络的中央节点性改变

目的网络的中央节点性是对网络中某节点重要性的评估指标,反映了该节点的信息传递能力。本研究基于静息态fMRI数据,采用图论方法探讨阿尔茨海默病（Alzhemier’Sdisease,AD）对大脑功能网络中央节点性的影响。方法采集33例AD患者和20例正常老年人的静息态BOLD—fMRI数据,应用SPM5和DPARSF软件进行预处理,提取大脑90个区域的平均时间序列构建相关矩阵,以网络代价Cost为阈值,计算Cost=0．2时两组受试者90个脑区的中央节点性值,用双样本t检验分析AD组90个脑区的中央节点性值与正常人是否存在显著差异。结果阿尔茨海默病患者右扣带回后部（近枕下回）、右舌回和右豆状核壳的中央节点性值较正常人显著降低,右枕中回、左缘上回和左颞极颞上回的中央节点性值较正常人显著增高。结论AD患者扣带回后部及豆状核等脑区的信息传递能力降低。脑内可能存在代偿机制,以代偿这些重要脑区的功能减低。     

阿尔茨海默病患者脑网络间交互作用异常的静息态fMRI研究

目的 利用静息态功能磁共振（functional magnetic resonance, fMRI）探讨阿尔茨海默病(Alzheimer disease, AD)患者脑网络间交互作用异常。方法 采集27例健康老年志愿者及24例阿尔茨海默病患者大脑静息态BOLD-fMRI数据。采用SPM8和RESTplus软件包进行数据预处理,选取属于默认网络（default network, DN）和背侧注意网络（dorsal attention network, DAN）的脑区,提取每个脑区的平均时间序列。为量化DN与DAN之间交互作用,运用功能连接分析法计算每个被试DN和DAN之间（DN-DAN）的功能连接值,对两组受试者的功能连接值进行独立样本t检验,计算两组受试者DN-DAN平均功能连接值。结果 正常老年人DN-DAN平均功能连接值为-0.133,AD患者DN-DAN平均功能连接值为-0.157。与正常老年组相比,AD患者DN-DAN功能连接负值增加（P=0.007）。结论 AD患者DN与DAN之间交互作用存在异常,可为探寻阿尔茨海默病的发病机制提供新思路。     

阿尔茨海默病早期精准诊断现状及展望

阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease, AD）是一种以记忆功能损害为主,并伴有其他认知功能障碍的进展性神经退行性疾病,目前尚缺乏特异性的诊断方法和有效的治疗措施。现行的主要基于临床症状和认知功能量表检查的诊断方法很难早期诊断AD,也不易于将AD和与其具有相似临床症状的其他类型的神经退行性疾病区分开来。因此,AD的早期并精准的诊断成为近年来研究的热点。本文就AD的早期诊断进展进行综述,旨在为AD的早期精准诊断和治疗提供依据。     

基于VBM的轻度认识障碍患者脑灰质体积改变的纵向研究

目的 探讨轻度认知障碍患者随访1年后脑灰质体积改变。方法 利用体素的形态测量学(voxel-based morphometry, VBM)方法,对来自ADNI(Alzheimer disease Neuroimaging Initiative)数据库的70例MCI患者及44例正常对照者基线及随访1年的脑灰质体积改变进行对比研究。对两组人2次3D磁共振T1结构像进行预处理,得到平滑后的全脑灰质数据,运用配对样本t检验,分别比较正常对照组前后1年脑灰质体积差异及MCI组前后1年脑灰质体积差异。结果 正常对照者在1年前后脑灰质体积无明显改变;MCI组患者皮质脑灰质体积在随访1年后相关脑区有明显的萎缩(P＜0.05),这些区域主要集中在:记忆相关的颞叶区域,包括左颞下回、左颞中回、右颞上回、左侧海马、右侧海马;语言功能及躯体感觉相关区域等,包括左侧岛叶、右楔叶、右中央后回。结论 MCI患者在1年时间内脑灰质在与记忆相关的颞叶区域及与语言功能和躯体感觉相关区域有发生萎缩,可为阿尔茨海默病的早期诊断提供影像学依据。     

利用图论方法研究MCI患者脑功能网络的点介性

目的:利用图论方法探索轻度认知功能障碍(MCI)患者大脑各脑区点介性的异常改变。方法:采集13名MCI患者和17名正常老年人(NC)的大脑静息态BOLD-f MRI数据。采用SPM8和DPARSF软件包进行数据预处理;构建大脑功能网络,并计算Sparsity=0.18(网络收益最大)时90个脑区的点介性。采用双样本t检验分别比较两组90个脑区点介性的差异。结果:两组人额上回、岛叶、楔前叶、前扣带和旁扣带回等区域点介性较大;中央扣带回、右海马区、杏仁核、枕下回、左梭状回、豆状核和右颞中回等区域点介性较小。MCI患者右额上回、右岛叶、右梭状回、左缘上回、右角回和左中央旁小叶6个区域点介性显著高于正常老年(P<0.05);右额下回鳃盖部、右辅助运动区和右舌回3个区域点介性显著低于正常老年(P<0.05)。结论:MCI患者大脑多个区域信息传递能力发生了异常改变,提示在MCI的诊断与鉴别诊断中应重点关注这些区域。     

正常老年人大脑功能网络的小世界性

目的 利用静息态BOLD-fMRI探讨正常老年人脑功能网络是否具有小世界性。方法 20名健康老年志愿者纳入研究。采集静息态BOLD-fMRI数据。应用SPM 5软件进行数据预处理,利用解剖学自动标记模板将大脑分成90个区域,提取每个区域内所有体素的时间序列平均值,计算每2个区域之间的Pearson相关系数,构建N×N(N=90)的相关性矩阵R,并对矩阵进行Fisher r to z变换。采用直接定义阈值T和设定矩阵稀疏度两种方法确定阈值,根据小世界性的定义:当γ=C_p/C_rand>1,且λ=L_p/L_rand≈1时(C为平均聚类系数,L为平均路径长度,p表示规则网络,rand表示随机网络),认为该网络具有小世界性。结果 在直接定义阈值T条件下,γ值为1.3157±0.3572(1.0005~2.1882),λ值为1.0149±0.0226(1.0000~1.0796);在设定矩阵稀疏度条件下,γ值为1.3299±0.2330(1.0759~1.9574),λ值为1.0152±0.0190(1.0001~1.0679)。两种方法均表明该网络具有小世界性。结论 正常老年人脑功能网络具有小世界性。