复发缓解型多发性硬化患者海马功能和结构的MRI研究

摘要

目的:联合静息态功能连接(resting-state functional connectivity,RSFC)、局部一致性(regional homogeneity,ReHo)和弥散张量成像纤维束示踪(diffusion tensor imaging fiber tracking,DTI-FT)技术,分析复发缓解型多发性硬化(relapsing remitting multiple sclerosis,RRMS)患者海马与全脑功能连接、局部功能连接和结构的改变,通过分析海马内源性功能活动、结构和患者认知功能的相关性,探究RRMS患者海马改变的可能机理。
　　方法:招募24例RRMS患者与24名性别、年龄及受教育程度相匹配的健康志愿者进行3.0T磁共振颅脑扫描,获取常规磁共振(magnetic resonance imaging, MRI)图像、血氧水平依赖信号功能磁共振图像(functional MRI,fMRI)及DTI-FT数据。数据分析主要包括:
　　(1)使用静息态数据处理助手基于MATLAB平台对静息态fMRI数据进行预处理,REST软件提取双侧海马为感兴趣区,进行种子为基础的全脑功能连接分析,ReHo方法用于计算海马内部的局部功能连接;
　　(2) Diffusion Toolkit软件、Track Vis软件提取双侧海马区DTI参数(ADC值、FA值)。所有受试者接受临床评分量表评估(EDSS、PASAT、MFIS)。RRMS与正常对照组(healthy controls,HCs)的一般情况、临床评分及海马区DTI相关参数(ADC值、FA值)使用SPSS软件进行组间两样本t检验,RSFC及ReHo值使用SPM8软件进行组间两样本t检验,患者组临床评分量表、RSFC异常区域、ReHo异常区域、DTI参数两两间进行Pearson相关性分析。
　　结果:(1)RRMS患者MFIS得分(t=11.7, P=0.001)及EDSS得分均高于HCs,PASAT得分低于HCs(t=3.449, P=0.001)。
　　(2)与HCs比较,RRMS患者左侧海马与左侧海马旁回(brodmann area36, BA36)功能连接减弱,与左后侧小脑、右侧额中回(BA9)、右侧额下回(BA47)、右侧缘上回(BA40)功能连接增强;右侧海马与左后侧小脑功能连接增强(P<0.05,经AlphaSim校正,体素>85)。
　　(3)与HCs比较,RRMS患者左侧海马头部、尾部ReHo减弱(P<0.05,经AlphaSim校正,体素>10)。
　　(4)与HCs比较,RRMS患者左侧海马ADC值升高(t=3.147, P=0.004),FA值减低(t=3.544,P=0.001);HCs及RRMS患者组海马ADC值与FA值存在明显负性相关。
　　(5)左侧海马功能连接异常脑区中右侧额中回与临床量表PASAT得分(r=0.473, P=0.019)、左侧海马ADC值(r=-0.502, P=0.012)及FA值(r=0.477, P=0.019)均存在相关性,右侧缘上回与左侧海马ADC值(r=-0.506,P=0.012)存在负性相关。左侧海马ADC值(r=-0.481, P=0.017)、FA值(r=0.438, P=0.032)与PASAT得分分别存在负性、正性相关。
　　结论:(1)RRMS患者海马区存在与全脑和局部的异常功能连接,且异常功能连接与认知功能相关。
　　(2)RRMS患者海马存在结构异常,且呈现左侧大脑半球偏侧化改变,左侧海马结构损害与认知功能相关。
　　(3)左侧海马结构改变与左侧海马异常功能连接右侧额中回、缘上回存在相关性,海马结构改变影响了海马功能连接,进而影响患者正常认知功能,可能是造成RRMS患者认知功能改变的机理之一。

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英文缩略词表

第1章 引言

第2章 材料与方法

2.1 研究对象

2.2 数据采集

2.3 数据处理

2.4统计分析

第3章 结果

3.1 RRMS、HCs组一般情况及临床评分量表比较

3.2 RRMS与HCs组海马与全脑功能连接比较

3.3 RRMS与HCs组海马区局部功能连接(ReHo)比较

3.4 RRMS与HCs组海马ADC值、FA值比较

3.5 RRMS海马异常RSFC区域、ReHo异常区域、DTI参数及评分量表相关性

第4章 讨论

4.1 RS-fMRI研究原理

4.2 海马解剖结构与生理功能

4.3 RRMS海马与全脑功能连接异常改变

4.4 RRMS海马区局部功能连接异常改变

4.5 RRMS海马区DTI异常改变

4.6 RRMS海马区功能、结构异常改变与认知功能的关系

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

附录

攻读学位期间的研究成果

综述