采用静息态功能磁共振成像研究轻、中度阿尔茨海病脑功能连接损害

摘要

目的：采用静息态功能磁共振成像（Rest-state Functional Magnetic resonance imaging，rs-fMRI）技术，研究阿尔茨海默病（Alzheimer's disease,AD）痴呆轻、中度患者全脑网络功能连接、脑区对功能连接的改变及其差异。 方法:临床纳入三组受试者，包括轻度阿尔茨海默患者（Mild Alzheimer's disease,Mild AD），中度阿尔茨海默病患者（Moderate Alzheimer’s disease,Moderate AD）和健康对照者（Normal control,NC），进行脑功能磁共振扫描，最后选取符合脑功能成像图像质量符合要求的受试者入组，其中包括健康对照组25例，轻度AD组23例，中度AD组22例。收集三组受试者的基本临床资料，所有的受试者均完成临床痴呆量表（Clinical Dementia Rating，CDR）的评估。脑功能数据采集通过采用西门子3.0T核磁扫描仪，32通道相控阵表面头线圈，采集多层面成像（Simultaneous Multi-Slice,SMS）技术与传统静息态功能磁共振成像相结合序列。采用Matlab7.2和DPARSF软件对静息态脑功能数据进行处理，按自动解剖标定模板将全脑划分116个脑区，提取全脑6个固有脑网络：默认网络(Default mode network,DMN)、额顶网络（Fronto-parietal network,FPN）、感觉运动网络（Sensorimotor network,SMN）、带状盖系统（Cingulo-opercular network,CON）、枕区网络(Occipital network,OCC)和小脑网络(Cerebellum network,CER)，计算并获得三组受试者：①脑网络内、网络间所有兴趣区的有效功能连接进行相关，得到脑网络内、网络间的功能连接；然后对网络内所有兴趣区的相关做平均，进一步得到脑网络平均水平的功能连接；②构建全脑功能连接的116×116的连接矩阵，得到全部脑区对间的功能连接，确定有效脑区功能连接对；对上述参数（全脑网络内、网络间功能连接、全脑网络平均水平功能连接、脑区对功能连接）分别进行三组单因素方差分析，若差异有显著性，再采用双样本t检验两两组间比较分析差异。 结果：①单因素方差分析结果表明健康对照组、轻度AD、中度AD三组小脑网络内、默认模式网络内功能连接以及默认模式网络相关脑网络间功能连接、小脑网络相关的脑网络间功能连接均有显著差异。双样本t检验分析，与轻度AD相比，中度AD小脑网络内功能连接减低；另外，中度AD组默认模式网络-带状盖系统、小脑网络-额顶网络间的功能连接有一定程度增高，小脑网络-枕区网络间的功能连接有一定程度减低，但是脑网络连接平均水平差异不显著。与健康对照相比，轻度AD表现为小脑网络内连接增高，中度AD的小脑网络内连接的减低；轻度AD和中度AD默认模式网络内连接均减低，且默认模式网络-额顶网络间连接均显著减低；同时，在与健康组比较中，中度AD还表现为小脑网络-枕区网络间连接减低，默认模式网络-带状盖系统、小脑网络-额顶网络间连接的增加，但轻度AD并未有显著改变，p＜0.05。 ②单因素方差分析结果表明健康对照组、轻度AD、中度AD患者三组间脑区功能连接水平后扣带回、海马、小脑等的脑功能连接有显著差异。双样本t检验，与轻度AD相比，中度AD小脑内连接减低，双侧海马间、后扣带回与内侧眶部额上回的功能连接增加；与NC相比，轻度AD表现为双侧海马间、小脑内连接增加，小脑蚓部之间功能连接增,后扣带回与海马、眶部额中回以及部分顶部连接减低；与NC相比，中度AD表现小脑内部连接的减低，小脑蚓部之间连接减低，小脑与杏仁核连接减低，后扣带回与内侧眶部额上回以及双侧海马之间的连接的增加，后扣带回与海马、部分额颞部、顶部连接减低，p值均＜0.05。 结论：①中度AD较轻度AD出现更明显小脑网络内和网络间功能连接广泛的改变，小脑网络内相关的连接的异常在中度AD病程进展中发挥重要作用，此外中度AD组表现为MN相关网络间功能连接异常。DMN仍是AD疾病的主要受损害脑网络。默认模式，网络内的连接、网络间的连接在中度AD损害有部分代偿发生。 ②在中度AD进程中，中度AD较轻度AD表现，包括小脑内整合连接异常，后扣带回相关连接持续减低以及微弱代偿，双侧海马的同步性增加。中度阿尔茨海默患者脑网络连接、脑区功能连接的异常揭示AD进展阶段病理的进一步损害。

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MASTER’S DISSERTATION

T I T L E：Altered brain functional connectivi

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T I T L E：Altered brain functional connectivi

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