不同压缩感知加速因子对头部3D-T1WI成像质量及基于体素的形态测量定量参数的影响

目的 观察不同压缩感知（CS）加速因子对头部3D-T1WI及基于体素的形态测量（VBM）定量参数的影响,筛选CS最佳加速因子。方法 对25名成人健康志愿者分别以敏感性编码（SENSE）技术（相位加速因子为3）和不同加速因子（4、6、8、10） CS技术采集头部3D-T1WI,测量3D-T1WI_SENSE3、3D-T1WI_CS4、3D-T1WI_CS6、3D-T1WI_CS8及3D-T1WI_CS10中的双侧尾状核灰质及胼胝体膝、压部和颅脑顶部白质信号强度（SI）及标准差（SD）,计算图像信噪比（SNR）和对比噪声比（CNR）,对图像质量进行主观评分;并行VBM,获得全脑体积（TIV）、灰质体积（GMV）、白质体积（WMV）及脑脊液体积（CSFV）,比较各3D-T1WI的SNR、CNR、主观评分及VBM定量参数的差异。结果 不同3D-T1WI的SNR、CNR及主观评分差异均有统计学意义（P均<0.05）;两两比较,3D-T1WI_CS6与3D-T1WI_SENSE3的SNR、CNR,3D-T1WI_CS4及3D-T1WI_CS6与3D-T1WI_SENSE3主观评分差异均无统计学意义（P均>0.05）,其余图像的SNR、CNR及主观评分差异均有统计学意义（P均<0.05）。基于各3D-T1WI的VBM定量参数TIV、GMV、WMV及CSFV差异均无统计学意义（P均>0.05）。结论 以CS技术采集头部3D-T1WI可在保证成像质量且不影响VBM结果的前提下缩短扫描时间;CS6为最佳加速因子。     

应用基于体素的形态测量学分析慢性原发性三叉神经痛患者脑灰质形态改变

目的 应用基于体素的形态测量学（VBM）方法,分析慢性原发性三叉神经痛（CPTN）患者脑灰质形态改变。方法 利用VBM-DARTEL算法,对30例CPTN患者（CPTN组）及30名年龄、性别相匹配的健康志愿者（正常对照组）的3D-T1W序列脑结构数据行VBM处理及统计分析,探讨CPTN患者脑灰质体积改变及其与临床指标（病程及量表评分）的相关性。结果 与正常对照相比,CPTN患者双侧前扣带回（ACC）后部及中扣带回（MCC）、双侧颞叶、双侧丘脑、左侧海马及海马旁回、右侧中央前回灰质体积减小,右侧后扣带回（PCC）及右侧顶叶灰质体积增大（P均<0.05）,但所有差异脑区的灰质体积与临床指标之间无线性相关关系。结论 CPTN患者存在多个脑区灰质体积的异常,VBM方法能显示这些改变,为临床评价CPTN患者脑形态学异常提供客观的影像学依据。     

基于自动分割技术联合基于体素的形态学观察帕金森病脑灰质结构

目的 探讨基于自动分割技术联合基于体素的形态学(VBM)观察帕金森病(PD)患者全脑灰质异常区域及分布特征的应用价值。方法 基于自动分割技术,应用FIRST工具对29例PD患者(PD组)及30名健康人(对照组)的T1图像皮层下灰质结构精确分割,对比两组各灰质结构体积。并应用VBM方法对两组脑灰质图像进行比较。结果 两组右侧壳核皮层下灰质体积差异有统计学意义(t=10.201,P<0.05)。与对照组比较,PD组脑灰质体积(右侧初级运动皮层,双侧额叶、边缘叶、部分左侧小脑后叶、右侧小脑前叶、右侧小脑后叶、右侧颞叶、顶叶、壳核及左侧枕叶)广泛减少,部分左侧小脑后叶体积增加,两侧半球脑体积缺失不对称(右侧大于左侧)。结论 通过FIRST工具可精确分割并直接计算皮层下灰质结构体积,应用VBM技术可定量分析脑结构形态学异常;二者结合可较全面地表现PD脑灰质体积广泛减少的形态学特点。     

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。     

基于体素的形态学测量原发性三叉神经痛患者脑灰质体积

目的 应用基于体素形态学测量(VBM)技术观察原发性三叉神经痛(ITN)患者脑内灰质体积(GMV)变化。方法 将43例ITN患者(ITN组)分为左侧ITN组(LITN组,21例)及右侧ITN组(RITN组,22例)。另选25名健康志愿者作为对照组。对3组均行MR检查,采集VBM数据,测量GMV,并进行统计学分析。结果 LITN组与对照组比较,双侧小脑半球、右侧丘脑GMV增加,左后扣带回、左楔前叶GMV减少(P均<0.001)。RITN组与对照组比较,双侧小脑半球、左海马旁回、左岛叶、右楔叶、中脑导水管周围灰质GMV增加,左颞中回、左中央后回、右颞下回GMV减少(P均<0.001)。RITN组与LITN组比较,左侧小脑半球、双侧岛叶、右中央后回、左扣带回GMV增加,右颞下回、右侧丘脑GMV减少(P均<0.001)。结论 ITN患者脑内GMV发生改变,VBM技术有助于客观反映ITN患者脑内GMV变化。     

慢性脊髓损伤后脑结构重塑的磁共振成像研究

目的 联合应用基于体素的形态学 (VBM) 研究和扩散张量成像(DTI)探讨慢性脊髓损伤(SCI)患者全脑灰、白质变化规律。方法 对20例慢性SCI患者(SCI组)和30名健康志愿者(对照组)行全脑容积及DTI扫描,分析患者全脑灰、白质结构改变及纤维束完整性的变化。结果 与对照组比较,SCI组脑灰质体积减小区域主要有左侧初级运动皮层(M1)、左侧运动前区(PMA)、右侧前扣带回、右侧直回、左侧额下回、右侧颞下回、左侧枕中回及右侧楔前叶 (P<0.001)。白质体积减小的区域主要有:双侧辅助运动区、双侧锥体束走行区、左侧M1及胼胝体 (P<0.001)。FA值减小的区域主要有胼胝体干、左侧内囊前肢及左侧顶下小叶。MD值增高的区域主要为胼胝体干,MD值减小的区域为右侧顶下小叶缘上回(P<0.001)。结论 慢性SC的相关脑结构区发生改变,与认知、情绪、空间定位功能相关脑区的灰、白质结构发生改变,其中胼胝体对结构的重塑可能起着重要作用。联合使用VBM及DTI可显示慢性SCI后脑结构的重塑。     

激活似然估计法分析运动相关专业人员脑灰质可塑性

目的 采用激活似然估计（ALE）荟萃分析方法观察长期专业技能训练诱发运动相关专业人员大脑灰质结构的可塑性。方法 于CNKI、PubMed、Web of Science数据库及Google scholar检索2005年1月1日-2020年6月12日基于体素形态学分析（VBM）运动相关专业人员大脑灰质变化的文献,以Ginger ALE软件包对检索结果进行Meta分析。结果 共纳入21项研究,包括396名专业运动员（试验组）和538名健康对照者（对照组）。与对照组相比,试验组左侧脑岛、右侧顶下小叶、右侧额中回、右侧前扣带回、左侧楔前叶及右侧颞上回灰质体积增大;右侧小脑前叶、右侧小脑顶、左侧海马旁回、右侧丘脑、右侧小脑后叶、右侧额上回及左侧楔前叶灰质密度增加。结论 运动相关专业人员多个脑区灰质结构可塑性可能与其所受长期专业技能训练相关。     

基于体素形态学和表面形态计量学MRI观察肌萎缩侧索硬化患者大脑结构改变

目的 探讨肌萎缩侧索硬化（ALS）患者大脑形态结构的改变,以期寻找有效的早期诊断影像学标记。方法 采集27例临床确诊ALS患者（ALS组）和27名健康志愿者（对照组）的3D-T1W脑结构像,分别以基于体素形态学（VBM）和基于表面形态计量学（SBM）方法对全脑结构进行分析。将2种算法得到的ALS组有显著差异脑区的灰质体积与临床修订版ALS功能评分量表（ALSFRS-R）评分分别进行相关分析。结果 VBM分析结果显示,与对照组比较,ALS组双侧中央前回、左侧背侧丘脑、右侧辅助运动区、左侧中央沟盖、双侧中央后回等运动相关脑区灰质体积显著减小,双侧额叶、颞叶、枕叶及海马旁回等运动区以外的脑区灰质体积亦缩小。SBM分析结果显示,与对照组比较,ALS组右侧BA4a、BA4p区灰质体积和皮层厚度降低。ALS组右侧BA4a区灰质体积与ALSFRS-R评分呈正相关（r=0.418,P=0.038）。结论 ALS患者大脑运动区和运动区域以外脑结构均有所改变,BA4a区的灰质体积及皮层厚度有望作为生物学标记物,用于监测疾病病程进展。     

基于自动脑分割技术分析中国正常中老年人群脑结构体积

目的 采用自动脑分割技术分析中国正常中老年人群脑结构体积的差异。方法 对96名正常中老年志愿者采集MRI，以自动脑分割技术获得脑内各结构体积，观察脑内各结构体积在不同性别、年龄及左右侧之间的差异，分析年龄对脑内结构体积的影响。结果 不同性别之间，颅脑总体积绝对值，右侧壳核、左、右侧尾状核、右侧苍白球、右侧额叶灰质及左侧顶叶灰质标准体积值差异均有统计学意义（P均<0.05）。左右侧之间，丘脑、壳核、尾狀核、额叶、顶叶、枕叶、颞叶、扣带回灰质、岛叶及侧脑室标准体积值差异均有统计学意义（P均<0.05）。脑脊液、右侧脑室及第三脑室体积与年龄呈正相关（r=0.60、0.51、0.57，P均<0.05），双侧额叶和左侧岛叶，皮层灰质、顶叶灰质、颞叶灰质及左侧枕叶灰质体积与年龄均呈负相关（P均<0.05）。结论 自动脑分割技术能直观快速显示正常中老年人脑结构体积。不同性别健康中老年人脑内结构体积存在差异，随年龄增加，脑脊液、侧脑室及第三脑室体积增大，皮层灰质、额叶灰白质、顶枕颞叶灰质及岛叶体积缩小。     

MRI评价抗癫痫药物对原发全面性癫痫患者脑灰质结构的影响

目的 运用基于体素的形态学(VBM)分析方法,探讨抗癫痫药物(AEDs)对全面强直阵挛癫痫(GTCS)患者脑灰质结构的影响。方法 将19例服用AEDs治疗的GTCS患者(服药组)及19例未服药患者(未服药组)纳入本研究。采集3D T1数据,并采用VBM方法将患者脑灰质结构进行分割,并对分割后的灰质结构进行两样本t检验。针对服药患者,分2次分别纳入及不纳入病程作为协变量,将服药时间与全脑灰质体积进行相关分析。结果 与未服药组比较,服药组GTCS患者脑灰质体积增加的区域以双侧额叶、顶叶、颞叶、尾状核及小脑半球为主。无论是否将病程纳为协变量,双侧壳核、丘脑灰质体积与服药时间呈正相关。结论 VBM可显示AEDs对脑灰质结构造成的微细改变;AEDs对GTCS患者脑灰质结构可能具有一定的保护作用。     

应用基于体素的形态测量学方法研究自发性正常压力脑积水

目的 研究自发性正常压力脑积水患者与正常人的颅脑结构形态学差异, 探讨有助于iNPH影像学诊断的指标。方法 应用3.0 TMR对10例iNPH患者及12名年龄相仿正常人行常规头颅MR扫描及全脑3D T1WI扫描。使用基于体素的形态测量学方法分析iNPH患者CSF分布、白质及灰质体积的变化。结果 VBM分析发现, 与正常人相比, iNPH患者侧脑室、3脑室、两侧侧裂池及鞍上池扩大, 内囊体积增大, 大脑纵裂旁以及额顶叶灰质体积增大;纵裂池及额顶叶脑沟变窄, 胼胝体压部、双侧侧脑室旁白质及额顶叶深部白质体积减小, 双侧颞叶灰质、尾状核、丘脑、海马体积缩小。结论 iNPH患者出现脑室系统、蛛网膜下腔的形态变化, 除此之外尚存在其他颅脑结构改变, 这些形态改变有助于iNPH的影像诊断。     

基于体素的形态学测量-自建模板及微分同胚图像融合算法评价近期发病创伤后应激障碍患者脑结构

目的 采用基于体素形态学测量-自建模板及微分同胚图像融合（VBM-DARTEL）算法,对比近期发病创伤后应激障碍（PTSD）患者与有创伤暴露史的健康对照（TEHC）间脑结构的体积差异,分析差异脑区的体积与患者症状严重程度的相关性。方法 采集地震后7~15个月右利手的地震幸存者的高分辨率三维T1WI图像,其中近期发病PTSD患者28例（PTSD组）、TEHC 28名（TEHC组）。采用MatLab 2012b工作平台下SPM8软件的VBM-DARTEL工具包预处理图像。以性别、年龄、受教育程度、地震后时间及颅内容积为协变量,对比两组间全脑灰质和白质的体积差异。以与上述相同的协变量评价差异脑区的体积与患者临床创伤后应激障碍诊断量表（CAPS）评分间的相关性。结果 与TEHC组相比,PTSD组右侧舌回灰质体积增加,右侧楔叶、右侧枕中回、右侧丘脑及双侧颞上回灰质体积缩小,左侧颞上回白质体积缩小。两组间海马灰质体积差异无统计学意义。左侧颞上回灰质体积与患者CAPS评分呈负相关。结论 近期发病PTSD患者结构改变以部分脑区灰白质萎缩为主。近期发病PTSD患者海马体积无萎缩可能是与病程延续数年PTSD患者不同的脑结构特征。     

基于体素的形态测量学观察两种亚型血管性认知障碍患者脑灰质萎缩的差异

目的 利用基于体素的形态测量学(VBM)方法观察由皮质下微血管病变导致的脑室周围白质脱髓鞘(PWMH)后轻度认知障碍的患者与关键部位单发梗死(SSI)后轻度认知障碍的患者灰质萎缩的差异。方法 根据神经心理学测试结果收集24例具有轻度认知障碍的脑梗死患者,根据MRI结果将其分为PWMH组(n=14)和SSI组(n=10);另选同期16名神经心理学测试结果正常、脑实质内未见明显梗死灶者作为对照组。对所有受检者行高分辨力结构MR扫描后进行VBM分析,比较组间灰质体积的差异。结果 与SSI组相比,PWMH组双侧额叶及颞叶灰质体积明显缩小,以双侧颞叶明显,左侧颞叶萎缩体素差为4086个,右侧颞叶为4154个,左侧额叶为1718个,右侧额叶为1141个。结论 PWMH患者与SSI患者具有不同的灰质萎缩特点。PWMH与神经退行性改变具有相似的灰质萎缩特点,提示该类型的血管性认知障碍可能合并或继发于神经退行性改变。     

Differential effects of surface area, gyrification and cortical thickness on voxel based morphometric deficits in schizophrenia

Voxel Based Morphometry (VBM) and Surface Based Morphometry (SBM) are the two most commonly used methods to study the structure of gray matter in various disease states such as schizophrenia. Though overlapping changes have been observed in same datasets using the two procedures, the proportional contribution of the anatomical properties of the cortical mantle such as thickness, surface area and gyrification to the group differences in gray matter volume (GMV) observed using VBM is unknown. In the present study, we investigate the relationship between the GMV and the anatomical properties of the cortical mantle in regions showing significant VBM changes in schizophrenia using a sample of 57 patients and 41 healthy controls. To this end, we obtained significant clusters showing VBM changes in schizophrenia and studied the contribution of the three anatomical properties derived from SBM to the observed group differences in the GMV using a multiple mediation analysis. Our results suggest that while SBM measures make distinct but regionally variable contribution to the VBM differences, a large proportion of the group difference observed using VBM is not explained by the individual surface anatomical properties. While VBM may be more sensitive in identifying the regions with gray matter abnormalities, studies investigating the pathophysiology of illnesses such as schizophrenia are better informed when both SBM and VBM analyses are performed concurrently.     

多模态MRI观察颈椎源性疼痛患者全脑结构异常

目的采用基于体素的形态学(VBM)技术和扩散张量成像(DTI)观察颈椎源性疼痛(CSP)患者全脑灰白质微结构异常,分析相应脑结构参数与临床特征的关系。方法对31例CSP患者(CSP组)和30名年龄、性别匹配的健康志愿者(对照组)分别采集全脑3D-T1WI和DTI。对CSP组进行视觉模拟评分(VAS),对2组均行汉密尔顿焦虑量表(HAMA)、汉密尔顿抑郁量表(HAMD)及蒙特利尔认知能力(MoCA)评分。比较2组全脑灰质及白质微结构的差异,分析差异有统计学意义的参数与临床指标的相关性。结果 CSP组右侧楔前叶、右侧颞上回和右侧中扣带回灰质体积均较对照组减少,且与VAS评分均呈负相关(r_s=-0.397、-0.402、-0.388,P均<0.05)。CSP组双侧上纵束各向异性分数(FA)值均减低,左侧上纵束FA值与VAS评分呈负相关(r_s=-0.460,P=0.014)。CSP组结构异常脑灰白质参数与HAMA、HAMD和MoCA评分均无明显相关(P均>0.05)。结论联合应用VBM技术及DTI可评估颈椎源性疼痛患者全脑灰白质微结构改变...