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。     

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。     

全面强直阵挛癫痫发作间期的静息态fMRI低频振幅研究

目的 采用静息态fMRI(rs-fMRI)低频振幅(ALFF)方法观察全面强直阵挛癫痫(GTCS)发作间期脑活动水平的改变。 方法 对36例GTCS患者(GTCS组)与36名性别、年龄相匹配的健康人(正常对照组),采用3.0T超导MR仪采集rs-fMRI数据,计算并对比GTCS组相比正常对照组ALFF改变的脑区,观察ALFF改变的脑区与患者发作频率的相关性。 结果 与正常对照组相比,GTCS患者发作间期ALFF增加区域呈对称性分布,以双侧丘脑、基底核区、岛叶、小脑及前扣带回为主(P<0.05);ALFF减低的区域主要包括双侧楔前叶、内侧前额叶及后扣带回。GTCS患者的发病频率与双侧丘脑、小脑的ALFF呈正相关(r=0.510,P=0.001),与内侧前额叶、左侧楔前叶、后扣带回及双侧部分枕叶皮层的ALFF呈负相关(r=-0.351,P=0.036)。 结论 GTCS患者发作间期丘脑皮层脑区神经自发活动异常,与GTCS患者的癫痫发作相关。ALFF有助于进一步揭示GTCS的发病机制。     

单纯脊髓受累型多发性硬化患者视觉网络的脑功能及结构研究

目的 联合应用静息态功能MRI(RS-fMRI)及基于体素的形态学(VBM)方法探讨单纯脊髓受累型多发性硬化患者(MS-SSCI)脑功能与结构改变。方法 对19例MS-SSCI(MS-SSCI组)及18名年龄、性别相匹配志愿者(对照组)行3D T1WI及RS-fMRI,用独立成分分析法(ICA)提取并比较2组视觉网络功能成分的差异;再用VBM方法对比2组FC有差异脑区及全脑的体积,分析MS-SSCI功能、结构参数与临床扩展残疾状态量表评分及病程的相关性。结果 与对照组相比,MS-SSCI组左侧小脑6区功能连接值明显减低,左侧枕中回、右侧楔叶、左侧楔前叶、左侧额中回功能连接值明显升高;MS-SSCI组全脑体积无明显差异,右侧楔叶,左侧楔前叶体积明显萎缩(P<0.01)。MS-SSCI右侧楔叶的功能连接值与病程呈正相关(r=0.507,P=0.027)。结论 RS-fMRI和VBM方法显示MS-SSCI视觉网络存在功能和结构异常。     

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。     

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。     

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。     

基于体素变化的阿尔茨海默病临床前期灰质形态学特点

目的 利用磁共振T1WI分组分析阿尔茨海默病(AD)的早期灰质密度的改变。方法 采用开放式系列图像研究数据库中的146例样本组成样本数据集。经跟踪,其中13例在随访过程中由AD临床前期转化为极轻度痴呆,组成"转化"(CS)组;69例始终未出现痴呆症状,组成"未痴呆"(NS)组;另以64例AD患者样本组成"痴呆"(DS)组作为对照研究。应用基于体素的形态测量学(VBM)技术观察灰质密度特征,并采用双样本t检验进行统计学分析。结果 相较于NS 组,CS组在双侧颞上回、右侧颞极、外侧枕叶、顶叶及顶下小叶、额叶皮质和前扣带回以及双侧尾状核、角回及边缘叶出现灰质密度降低(P<0.05)。结论 在临床前期,AD患者大脑灰质即发生变化,使用VBM方法可早于其临床症状出现前数年检出这些变化;中央前回、额下回、顶叶、顶下小叶和角形脑回病变可能是预测AD的关键。     

基于体素形态学测量评估帕金森病伴抑郁患者脑灰质体积变化及其与抑郁程度的关系

目的 基于体素形态学测量(VBM)方法观察帕金森病伴抑郁(PDD)患者脑灰质异常区域及其分布特征,探讨灰质体积变化与抑郁程度的关系。方法 纳入35例PDD患者(PDD组)、25例帕金森病非抑郁(PDND)患者(PDND组)及31名健康受试者[健康对照(HC)组],采集3D-T1WI脑结构像,并进行神经心理学量表评估;以VBM方法分析3组全脑灰质体积差异及其与汉密尔顿抑郁量表(HAMD)评分的相关性。结果 PDD组HAMD和汉密尔顿焦虑量表(HAMA)评分均高于PDND组及HC组(P均＜0.05);PDND组HAMA评分高于HC组(P＜0.05)。相比HC组,PDD组双侧中央沟盖、双侧颞上回、双侧颞中回、双侧中央后回、右侧内侧扣带回和旁扣带回、右侧中央前回、右侧缘上回、右侧补充运动区及左侧丘脑,以及PDND组右侧颞上回、右侧缘上回、右侧前扣带回、右侧内侧扣带回、右侧旁扣带回及右侧中央后回灰质体积均缩小(FWE校正,P均＜0.05);相比PDND组,PDD组右侧额下回眶部、右侧角回、右侧内侧扣带回、右侧旁扣带回及右侧杏仁核灰质体积缩小(FDR校正,P均＜0.05)。PDD组右侧直回、左侧额中回灰质体积与HAMD评分呈负相关(r＝-0.550、-0.615,P均＜0.05)。结论 PDD患者边缘系统-皮质-纹状体-苍白球-丘脑神经环路脑灰质体积萎缩;且右侧直回、左侧额中回灰质体积与其抑郁程度相关。     

探索高原登山的脑结构改变

目的 探讨一次短暂高原登山引起的脑结构改变.方法 对15名厦门大学学生登山队员[男9名,女6名,19~23岁,平均(21.0±1.1)岁]分别于攀登珠穆朗玛峰前、后进行常规T2W及高分辨率全脑3DT1W结构成像;应用SIENA软件分别对登山前、后高分辨率3DT1W结构像进行全脑灰质、白质分割,计算体积萎缩百分率,并进行统计分析;对全脑进行基于体素的纵向脑萎缩评价,获取显著萎缩脑区.结果 视觉观察,登山前、后所有登山队员常规T2WI均未发现异常,但脑灰质及白质体积均有明显减少,脑灰质萎缩百分率为(2.70±1.43)%,白质萎缩百分率为(1.43±1.36)%,差异有统计学意义(P<0.01);基于体素的全脑统计分析发现,萎缩脑区包括左侧额叶、胼胝体压部、双侧颞极、双侧枕叶距状沟周围及双侧小脑半球,以优势半球受损明显.结论 高原登山运动可引起脑白质和灰质萎缩,且灰质萎缩更明显.     

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。     

基于体素的形态学方法评价急性脊髓损伤患者脑灰白质体积改变

目的 采用基于体素的形态学（VBM）分析方法探讨急性脊髓损伤（SCI）患者脑灰白质体积改变。方法 对16例急性SCI患者（受伤时间< 30天,SCI组）和20名年龄、性别匹配的正常志愿者（对照组）行脑3D T1W序列扫描,采用VBM分析方法比较2组脑灰白质体积,获得脑灰质体积差异有统计学意义的脑区;测量或计算脑组织体积（BTV）、全脑体积（TIV）、脑灰质体积（GMV）、脑白质体积（WMV）、脑脊液体积（CSFV）和脑灰质分数（GMF）、脑白质分数（WMF）和脑组织分数（BTF）。结果 与对照组相比,SCI组双侧下额叶、岛叶、内侧前额叶及前扣带皮质、小脑后叶灰质体积减小,内囊水平皮质脊髓束体积减小。SCI组与对照组间GMV、WMV、CSFV、BTV、TIV及GMF、WMF、BTF差异均无统计学意义（P均> 0.05）。结论急性SCI导致远隔部位情绪处理相关脑区灰质及皮质脊髓束萎缩,有助于探讨急性SCI对大脑结构产生影响的作用机制。     

阿尔茨海默病及轻度认知障碍所致脑灰质体积及脑功能改变

目的 基于体素形态学分析(VBM)及静息态功能MRI(rs-fMRI)技术观察阿尔茨海默病(AD)及轻度认知障碍(MCI)患者全脑灰质体积及功能改变.方法 对AD(AD组)、MCI患者(MCI组)各30例及正常老年人30名(HC组)采集rs-fMRI和三维磁化强度预备梯度回波序列T1加权像,比较3组全脑灰质体积、脑区分...     

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。     

帕金森病轻度认知功能障碍:基于体素的全脑灰质形态学研究

目的采用基于体素的形态学测量方法,分析帕金森病(PD)伴轻度认知功能损害(MCI)患者全脑灰质结构的变化。方法利用3.0T MR仪对22例伴MCI的PD患者(PD伴MCI组)、21例认知功能正常的PD患者(单纯PD组)及20名健康对照(NC组)进行T1W扫描。采用SPM8为基础的VBM8工具箱进行数据处理。结果与NC组比较,PD伴MCI组脑灰质萎缩见于双侧额叶、左侧颞叶、双侧枕叶、双侧小脑、左侧后扣带回及左侧海马区域;单纯PD组脑灰质萎缩集中出现于左侧额叶、颞叶。与单纯PD组相比,PD伴MCI组左侧颞中回和海马旁回出现灰质萎缩。结论伴有MCI的PD患者的脑灰质结构改变范围比不伴MCI者更广,提示PD患者认知功能改变存在脑形态结构水平的异常。     

应用基于体素的形态测量学分析工作记忆老化的脑灰质萎缩基础

目的利用基于体素的形态测量学(VBM)方法探讨老年人工作记忆能力衰退与脑灰质萎缩间的关系。方法在30名老年人(老年组)和38名青壮年人(对照组)中分别进行keep-track任务和2-back任务两种工作记忆任务检测。对所有受试者进行高分辨力MR扫描,并使用统计参数图(SPM)8软件进行VBM分析,比较老年组与对照组的脑灰质体积差异,并在老年组内利用多元回归分析寻找与工作记忆任务能力下降相关的责任萎缩脑区。结果与对照组相比,老年组工作记忆能力显著衰退,且出现广泛的脑灰质萎缩。老年组中,与keep-track任务能力相关的萎缩脑区主要位于双侧前额叶中下部、运动前区、顶叶后下部和小脑;与2-back任务相关的萎缩脑区主要位于左侧的前额叶下部、运动前区和颞叶。左腹侧运动前区(BA6)皮层的灰质体积与两个任务的行为学数据均存在显著相关性。结论老年人工作记忆能力下降与工作记忆神经网络的灰质萎缩有关。