基于时间窗动态度中心度分析伴中央颞区棘波儿童良性癫痫脑功能网络

目的 基于时间窗动态度中心度（DC）分析方法观察伴中央颞区棘波良性癫痫（BECTS）患儿静息态大脑功能网络改变,探讨其潜在神经生物学机制。方法 对26例临床诊断BECTS患儿（BECTS组）和26名健康儿童（对照组）采集静息态功能磁共振（rs-fMRI）图像,以时间窗动态DC法处理数据,获得二值化和加权DC变异系数（CV）,比较组内及组间差异,分析BECTS患儿DC CV存在差异脑区的二值化和加权DC CV与其临床表现的相关性。结果 2组组内二值化和加权DC CV空间分布均存在广泛相似性。相比对照组,BECTS组双侧楔前叶、右侧颞上回二值化DC CV增加、左侧颞下回减低;BECTS组双侧楔前叶、右侧颞上回、左侧丘脑及左侧角回加权DC CV增加,左侧颞下回、右侧梭状回及左侧额下回三角部减低。相关性分析显示,BECTS患儿右侧颞上回二值化DC CV与病程呈负相关（r=-0.664,P<0.005）,楔前叶二值化DC CV与总智商呈负相关（r=-0.712,P<0.005）,右侧颞上回加权DC CV与言语智商呈负相关（r=-0.673,P<0.005）。结论 BECTS患儿存在网络中央节点改变,尤其异常功能网络节点内高度连接脑区存在选择性及特异性损伤主要涉及语言皮层和默认皮层,可能与发病有关。     

轻度阿尔茨海默病患者脑功能网络度中心度改变的初步研究

目的:利用度中心度(degree centrality,DC)的方法探讨轻度阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)患者及遗忘型轻度认知功能障碍(amnestic mild cognitive impairment,aMCI)患者在静息态下脑功能网络连接属性的改变。方法:收集12例轻度AD患者、12例aMCI患者和15名健康老年志愿者(normal control,NC组)参加试验。所有受试者均行简易精神状态检查量表(mini-mental state examination,MMSE)及其他系列量表测试,评估其认知水平,并采集静息态功能MRI数据,经预处理和后处理计算出全脑DC值图,采用双样本t检验进行组间比较,分别检测轻度AD组与NC组、aMCI组与NC组间DC分布图间的统计学差异。结果:与NC组相比,轻度AD患者DC值减低的脑区主要分布在左侧眶部额下回、左侧额中回、左侧额下回、左侧后扣带回及右侧后扣带回;aMCI患者则分布于右侧楔前叶、左侧楔叶、右侧楔叶、右侧枕上回、右侧枕中回、左侧颞上回及右侧角回脑区DC值较NC组减低,而右侧前扣带回、左侧海马、左侧胼胝体压部的DC值较NC组升高。结论:基于静息态功能MRI数据的DC分析观察到轻度AD患者及aMCI患者在一些脑区发生了功能连接改变,DC作为一种新的基于体素水平描述脑网络属性的方法,可能对理解AD病理机制及观察其脑网络属性的改变提供了一个新视角。     

静息态全脑体素水平功能连接分析对脑小血管病相关轻度认知障碍患者认知水平的预测作用

目的 通过体素水平静息态功能MRI(resting state functional MRI, rs-fMRI)序列探索脑小血管病相关轻度认知障碍(mild cognitive impairment associated with cerebral small vessel disease, CSVD-MCI)患者早期认知障碍的机制,并分析其与临床神经心理学指标的相关性。材料与方法 筛选临床及常规MRI检查符合CSVD-MCI诊断标准的受试者21例,并挑选与其年龄、性别及受教育年限相匹配的健康对照(health control, HC)20例,所有被试都接受rs-fMRI检查,计算全脑度中心度(degree centrality, DC)值,将两组DC值差异显著团块的峰值蒙特利尔神经病学研究所(Montreal Neurological Institute, MNI)坐标作为种子点,与全脑其他体素进行功能连接(functional connection, FC)分析,两组脑功能存在差异脑区的DC及FC值与蒙特利尔认知评估量表(Montreal Cognitive Assessment,...     

阿尔茨海默症功能脑网络研究进展

近年来功能磁共振成像作为一种新兴的技术,被广泛应用于功能脑网络的研究中,一些功能脑网络被定义,如感觉运动网络、语言网络、默认模式网络、背侧注意网络、额顶叶控制网络、突显网络、中央执行网络等。阿尔茨海默症作为一种严重的神经退行性疾病,一直是脑科学中的研究热点,功能脑网络的研究为揭示其发病机制及早期诊断提供了可靠的依据。本文对功能脑网络用于阿尔茨海默症的研究进展进行综述。     

基于体素的静息态fMRI观察复发-缓解型多发性硬化患者全脑度中心度改变

目的 采用基于体素的度中心度（DC）探讨复发-缓解型多发性硬化（RRMS）患者功能网络局部DC的变化特点。方法 对28例RRMS患者（RRMS组）与28名年龄、性别相匹配的健康志愿者（正常对照组）行静息态fMRI（R-fMRI）扫描及扩展残疾量表（EDSS）、进步式听觉累加测试（PASAT）和修正的疲劳影响尺度（MFIS）评分,在Matlab平台上采用基于体素的DC（阈值为0.25）方法分析R-fMRI数据;采用t检验比较组内、组间参数,对RRMS组差异脑区的DC值分别与临床参数进行相关性检验。结果 与正常对照组比较,RRMS组双侧楔前叶、双侧颞下回、双侧内侧前额叶、左侧额上回、小脑前叶DC值明显增高,双侧前扣带回、双侧顶下小叶、双侧楔叶、双侧尾状核DC值显著减低（P<0.05,AlphaSim校正）;右侧顶下小叶DC值与PASAT评分呈负相关（r=－0.443,P=0.018）,与MFIS评分呈正相关（r=0.557,P=0.002）。结论 RRMS患者存在DC异常改变,且右侧顶下小叶DC值与认知功能下降及易感疲劳相关,表明DC改变是导致临床症状的可能机制。     

度中心度方法对基底节区脑梗死患者人脑功能连接组的研究

目的采用图论分析方法度中心度(degree centrality,DC),构建并分析基底节区脑梗死患者的人脑功能连接组。材料与方法采集10例脑梗死患者亚急性期和慢性期静息态功能磁共振成像数据,对照组为10例年龄、性别与患者匹配的健康正常志愿者,分别构建每个被试的人脑功能连接组并计算其DC值,提取3个被试组的高DC值节点分布图,并比较各被试组间DC值的差异。结果正常对照组高DC值节点图呈对称分布,位于脑中线后部的楔前叶及后扣带回处、双侧基底节和丘脑;患者分布混乱。与对照组相比,患者亚急性期DC升高的节点位于健侧脑默认网络(default mode network,DMN)后部,降低的节点位于患侧DMN前部,慢性期DC升高的节点位于小脑蚓、健侧楔前叶/扣带回后部;患者两时期比较,亚急性期DC升高的节点位于患侧中央前回、颞上回和缘上回,慢性期DC升高的节点位于小脑蚓、健侧小脑半球和患侧楔前叶。结论基于体素水平分析的度中心度方法,能发现基底节区脑梗死患者人脑功能连接组的异常,并提供有价值的信息。     

正常睡眠及失眠的 ｆ ＭＲＩ脑功能成像 脑网络研究进展

失眠是一种十分普遍的生理心理疾病。近年来应用脑功能磁共振 （ｆ ＭＲＩ ）技术探索失眠发病机制的研究日益增多, 本文拟从正常睡眠、失眠的脑功能成像脑网络方面对失眠机制的ｆ ＭＲＩ研究进展进行简要综述。     

基于度中心度和种子点功能连接观察早盲青少年静息态功能fMRI改变

目的 基于体素度中心度(DC),结合种子点功能连接(SFC)方法,以静息态功能MRI(rs-fMRI)观察早盲青少年静息态下脑功能连接异常改变.方法 对16例早盲青少年(观察组)和性别及年龄相匹配的16名正常视力志愿者(对照组)采集rs-fMRI数据,比较2组DC值差异;以组间DC值存在显著差异的脑区作为ROI,采用S...     

长期吸烟者脑网络及度中心度的研究进展

吸烟与呼吸系统疾病、心脑血管疾病等密切相关，已成为当今社会最大的公共卫生问题之一。大范围控烟势在必行，了解吸烟的内在机制，有针对性地指导、干预戒烟则是首要任务。近年来研究显示尼古丁所致脑功能与结构改变是烟草成瘾形成的关键。本文针对长期吸烟者脑结构、功能、网络及度中心度的研究进展进行综述。     

基于图论分析对自闭症谱系障碍儿童脑功能网络异常拓扑学属性的研究

目的 探讨自闭症谱系障碍(autism spectrum disorder,ASD)儿童与正常发育(typically developing,TD)儿童的脑功能网络拓扑结构差异。材料与方法 从国际自闭症脑成像交换数据库的4个站点中提取符合纳入标准的65例ASD儿童(ASD组)及65例TD儿童(TD组)的脑部静息态功能磁共振成像及T1加权结构像数据。应用图论分析研究大脑网络的拓扑结构,包括全局和局部拓扑参数。结果 在阈值范围内,ASD在聚类系数(clustering coefficient,Cp)和特征路径长度(characteristic path length,Lp)低于TD组(P<0.05);两组在全局效率(global efficiency,Eglob)、局部效率(local efficiency,Eloc)等指标的差异无统计学意义。ASD组和TD组的脑功能连接网络满足标准化的聚类系数(γ)>1和标准化的特征路径长度(λ)≈1,具有小世界网络属性,但两组间的γ和λ值差异无统计学意义。节点水平分析结果显示ASD组在双侧前扣带回、双侧尾状核、双侧海马、右侧顶下小叶等脑区的...     

肠易激综合征伴抑郁患者静息态fMRI度中心度的研究

目的采用静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)技术,探讨肠易激综合征伴抑郁症状(DEP-IBS)患者度中心度(DC)的改变。方法选取IBS患者49例,根据汉密尔顿抑郁量表(HAMD)评分后分两组:DEP-IBS组28例,IBS不伴抑郁(nDEP-IBS)组21例。同期招募性别、年龄、受教育年限匹配的健康对照者(HC)36例。入组者均行静息状态下脑部fMRI扫描,经预处理和后处理计算出全脑DC值图,采用单向分类协方差分析(one-way ACNOVA)比较三组间DC值分布图的差异,并分析DEP-IBS组差异脑区的DC值与胃肠道症状评定量表(GSRS)、HAMD-17表评分的相关性。结果One-way ACNOVA结果显示,三组间DC值有差异的脑区为左侧岛叶、左内侧额上回、左侧中央前回;与nDEP-IBS患者和HC相比,DEP-IBS患者DC值显著降低的脑区有左侧岛叶,DC值显著升高的脑区有左侧中央前回。nDEP-IBS组与HC组在该两脑区的DC值没有显著差异;两患者组左内侧额上回的DC值均明显低于HC,而在两组IBS患者间无显著统计学差异。DEP-IBS患者左侧岛叶DC值与HAMD评分呈负相关(r=-0.524,P=0.009)。结论DEP-IBS患者多个脑区DC值存在异常,左侧岛叶、左侧中央前回节点中心地位的异常可能与IBS伴抑郁的病理生理机制有关。     

基于独立成分分析的精神分裂症患者动态脑功能网络分析新方法

目的 提出一种新的基于独立成分分析法进行动态脑功能网络分析的方法,并应用该方法探讨精神分裂症患者在动态全脑功能网络上的变异。方法 首先基于滑动时间窗方法计算正常被试和精神分裂症患者的动态全脑功能网络,然后使用组信息指导独立成分分析方法,提取每个被试的动态全脑功能网络的功能连接状态及相应的时间波动,比较正常被试和精神分裂症患者在功能连接状态上的差异。结果 两组的最重要功能连接状态的模式有相似性。正常被试在额叶、顶叶相关区域较精神分裂症患者具有更强的正功能连接;在小脑相关区域精神分裂症患者呈现出更多的正功能连接,而正常被试呈现出更多的负功能连接。结论 组信息指导独立成分分析方法可有效提取动态脑功能网络的功能连接状态,可揭示精神分裂症患者在动态脑功能网络的变异。     

功能磁共振图像预处理全脑平均信号对静息态网络连接性的影响

目的探讨静息状态功能磁共振数据预处理步骤中去除与非去除全脑平均信号对功能网络连接性的影响。材料与方法 23例健康受试者接受静息状态功能磁共振成像;以后扣带回(posterior cingulate cortex,PCC)及前额叶背外侧区(dorsal lateral prefrontal cortex,d LPFC)分别为种子区,用时程相关分析方法分别获取默认网络及执行网络以及其负相关网络;在其他图像预处理条件一致的情况下,计算去除与非去除全脑平均信号时功能网络连接性在组内特征,及配对双样本t检验的统计学差异。结果以PCC、d LPFC为种子区的组内分析显示能定位默认网络及执行网络,并能获得其负相关网络;经Alphasim校正的P0.005统计阈值下的配对t检验发现,非去除较去除全脑平均信号的PCC、d LPFC正相关网络连接性在全脑水平显著增强。结论本研究证明了去除与非去除全脑平均信号两种模式预处理产生不同的脑网络特征,非去除全脑平均信号导致全脑功能连接性向正相关偏移。所以在体素水平的脑网络分析中,全脑平均信号的预处理问题应给予足够重视,建议在国内的相关磁共振脑功能连接分析研究中同时展示去除与非去除全脑平均信号的结果。     

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。     

视神经脊髓炎患者默认网络及额顶网络功能连接的研究

目的采用独立成分分析(independent component analysis,ICA)方法分析静息态功能磁共振成像(resting-state functional magnetic resonance imaging,rsf MRI)数据,观察视神经脊髓炎(neuromyelitis optica,NMO)患者大脑默认网络(default mode network,DMN)及额顶网络(frontoparietal network,FPN)功能连接的异常以及与临床评分的相关性。材料与方法对我院20例NMO患者(NMO组)及20名健康对照者(正常对照组)行静息态f MRI扫描,所得数据利用DPARSFA软件预处理,然后利用GIFT软件行ICA分析,并用SPM8比较两组默认网络及额顶网络功能连接的差异,同时分析有差异脑区的时间序列信号与临床扩展残疾状态量表评分及病程的相关性。结果与对照组比较,NMO组DMN功能连接增强的脑区包括双侧舌回,延伸到右侧顶上小叶及左侧辅助运动区;功能连接减弱的脑区包括右侧额中回及右侧枕中回;NMO组FPN功能连接减弱的脑区为双侧楔叶,无功能连接增强的脑区。右侧舌回与病程呈正相关(r=0.682,P0.05)。结论 NMO患者静息态DMN、FPN均存在功能连接异常,提示患者的脊髓及视神经病变不仅引起患者相应的临床症状,局部结构损伤所致的功能改变也不仅仅局限于病变对应的区域,脑功能网络是一个复杂的互相关联的网络,存在损伤与代偿的复杂过程。     

海洛因成瘾者大脑突显性网络异常的独立成分分析

目的探讨海洛因成瘾者大脑突显性网络的变化特征。材料与方法 26例海洛因成瘾者与39例年龄、性别、教育程度相匹配的健康被试参加本静息态功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,f MRI)研究数据处理,运用独立成分分析方法对影像数据提取突显性网络,比较该网络功能连接的差异,探讨差异脑区功能连接与海洛因吸食史的相关性。结果与正常组相比,海洛因成瘾者大脑左侧岛叶功能连接显著性增强,且与海洛因食用剂量成正相关(P=0.02,r=0.46)。结论长期吸食海洛因的成瘾者突显性网络功能连接异常增强,突显性网络在海洛因成瘾过程中发挥重要作用。