联合FCD和VBM研究AD和MCI患者的脑结构和功能改变

摘要

目的:本研究将利用基于体素形态测量学(voxel based morphometry, VBM)和基于静息态血氧水平依赖功能磁共振(blood-oxygenleveldependentf MRI,BOLD-fMRI)的功能连接密度(functional connectivity density,FCD),比较阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)、轻度认知障碍(mild cognitive impairment,MCI)和健康老年人对照(normal control,NC)组间脑灰质体积和脑FCD的改变。方法:对19名AD患者,22名MCI患者,以及32名性别、年龄匹配的NC进行三维脑结构磁共振和BOLD-fMRI检查。采用VBM的方法分析AD、MCI、NC全脑的形态学改变。采用全脑功能连接密度(global FCD,gFCD)、短程功能连接密度(short-range FCD,sFCD)和长程功能连接密度(long-range FCD,lFCD)的方法分析AD、MCI、NC脑功能活动状态,gFCD用于分析每个体素与全脑体素的连接数量,s FCD用于分析每个体素与周围体素的连接数量,lFCD用于分析每个体素与远端体素的连接数量。利用SPM8、DPARSF、REST软件进行统计分析,采用方差分析、两样本t检验,p value<0.01差异有统计学意义。结果:AD与NC相比,双侧海马、海马旁回和左侧中央前回灰质显著萎缩(pvalue<0.01),楔前叶的sFCD显著减小(pvalue<0.01);AD与MCI相比,双侧海马及海马旁回灰质显著萎缩(p value<0.01),楔前叶的sFCD显著减小(p value<0.01);MCI与NC比较,左侧中央前回灰质显著萎缩(p value<0.01),楔前叶sFCD有减小趋势(pvalue=0.06)。AD、MCI、NC的gFCD和l FCD各组之间无显著差异。结论:本研究证实了AD和MCI患者双侧海马、海马旁回和左侧中央前回脑萎缩之外,还发现楔前叶的短程功能连接密度在患者中减低,为AD和MCI患者脑结构和功能退化的机制研究奠定了理论和方法学基础,有助于临床的早期诊断和治疗。