阿尔茨海默病和轻度认知障碍的大脑半球间结构连接异常:一项基于DTI的研究.pdf
《阿尔茨海默病和轻度认知障碍的大脑半球间结构连接异常:一项基于DTI的研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《阿尔茨海默病和轻度认知障碍的大脑半球间结构连接异常:一项基于DTI的研究.pdf(9页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、临床研究Clinical Articles磁共振成像 2023年6月第14卷第6期 Chin J Magn Reson Imaging,Jun,2023,Vol.14,No.6http:/阿尔茨海默病和轻度认知障碍的大脑半球间结构连接异常:一项基于DTI的研究刘凡1,宁瑞鹏1,余秋蓉1,尹大志2,3,李倩文1,刘灵1,李任任4,张卫4,李云霞4*,范明霞1*作者单位:1.华东师范大学物理与电子科学学院上海市磁共振重点实验室,上海 200062;2.华东师范大学心理与认知科学学院,上海 200062;3.上海市长宁区精神卫生中心,上海 200335;4.同济大学医学院附属同济医院神经内科,上海
2、200092*通信作者:李云霞,E-mail:D;范明霞,E-mail:中图分类号:R445.2;R745.1 文献标识码:A DOI:10.12015/issn.1674-8034.2023.06.002本文引用格式:刘凡,宁瑞鹏,余秋蓉,等.阿尔茨海默病和轻度认知障碍的大脑半球间结构连接异常:一项基于DTI的研究J.磁共振成像,2023,14(6):9-17.摘要 目的探究阿尔茨海默病(Alzheimers disease,AD)和轻度认知障碍(mild cognitive impairment,MCI)患者的大脑半球间结构连接异常及其与认知功能和日常生活活动能力的关系。材料与方法前瞻性纳
3、入23例AD患者(AD组)、47例MCI患者(MCI组)及37例健康对照(healthy controls,HC)者(HC组)的磁共振弥散张量成像数据。利用高分辨经胼胝体纤维束模板计算并比较通往半球间同位脑区(包括前额叶、感觉运动区、顶叶、枕叶和颞叶)的32条经胼胝体神经纤维束的2个弥散指标分数各向异性(fractional anisotropy,FA)和平均弥散率(mean diffusivity,MD),进一步将AD组和MCI组中差异脑区的弥散指标值与蒙特利尔认知评估基本量表评分(Montreal Cognitive basic Assessment,MoCA_B)和日常生活活动能力评分(
4、activities of daily living scale,ADL)进行相关性分析。结果与HC组相比,AD组所有经胼胝体神经纤维束的MD值显著升高(P0.05,FDR校正),除了眶额叶、额下回眶部和腹侧运动前区的其他纤维束的FA值显著降低(P0.05,FDR校正);MCI组半球间同位脑区经胼胝体神经纤维束的FA值及MD值与HC组的差异均无统计学意义;与MCI组相较,AD组的部分经胼胝体神经纤维束(不包括前额叶和感觉运动区的部分纤维束)的FA值和MD值差异均有统计学意义(P0.05,FDR校正)。AD组和MCI组所有经胼胝体神经纤维束的FA值及MD值与MoCA_B评分均无显著相关,但AD组
5、多条纤维束(包括背外侧前额叶、感觉运动区、顶叶、枕叶和颞叶的部分纤维束)的FA值及MD值与ADL评分显著相关(P0.05,FDR校正)。结论本研究结果表明,AD患者比MCI患者的大脑半球间结构连接损伤更严重且区域更为广泛;胼胝体纤维束的半球间结构连接退变与日常生活活动能力的减退更为相关。经胼胝体神经纤维束的损伤程度可作为评估AD患者生活活动能力的重要参考指标。关键词 神经退行性疾病;阿尔茨海默病;轻度认知障碍;弥散张量成像;经胼胝体神经纤维束;磁共振成像Interhemispheric structural connectivity abnormalities in Alzheimers di
6、sease and mild cognitive impairment:A DTI-based studyLIU Fan1,NING Ruipeng1,YU Qiurong1,YIN Dazhi2,3,LI Qianwen1,LIU Ling1,LI Renren4,ZHANG Wei4,LI Yunxia4*,FAN Mingxia1*1Shanghai Key Laboratory of Magnetic Resonance,School of Physics and Electronic Science,East China Normal University,Shanghai 2000
7、62,China;2School of Psychology and Cognitive Science,East China Normal University,Shanghai 200062,China;3Shanghai Changning District Mental Health Center,Shanghai 200335,China;4Department of Neurology,Tongji Hospital,School of Medicine,Tongji University,Shanghai 200092,China*Correspondence to:Li YX,
8、E-mail:D;Fan MX,E-mail:Received 27 Mar 2023,Accepted 17 May 2023;DOI:10.12015/issn.1674-8034.2023.06.002ACKNOWLEDGMENTS National Natural Science Foundation of China(No.32271096);Shanghai Shenkang Hospital Development Center Clinical Technology Innovation Emerging Frontier Project(No.SHDC12021110);Pr
9、oject Supported by the Shanghai Committee of Science and Technology(No.22Y11903500);Project funding from Shanghai Municipal Health Commission(No.2022JC018).Cite this article as:LIU F,NING R P,YU Q R,et al.Interhemispheric structural connectivity abnormalities in Alzheimers disease and mild cognitive
10、 impairment:A DTI-based studyJ.Chin J Magn Reson Imaging,2023,14(6):9-17.Abstract Objective:To explore the structural connectivity changes through the corpus callosum in the interhemispheric homologous brain regions of Alzheimers disease(AD)and mild cognitive impairment(MCI)and the relation with cli
11、nical cognitive function and activities of daily living.Materials and Methods:MR diffusion tensor imaging data of 23 AD patients(AD group),47 MCI patients(MCI group)and 37 healthy controls(HC group)were collected.Using the high-resolution transcallosal tract template,the fractional anisotropy(FA)and
12、 mean diffusivity(MD)of 32 transcallosal tracts connecting the interhemispheric homologous brain areas(including prefrontal lobe,sensory motor area,parietal lobe,temporal lobe and occipital lobe)among the three groups were calculated and compared.In the AD and MCI groups,water diffusion index values
13、(FA and MD)of transcallosal tracts to the different homologous brain regions were further correlated with the basic scale of Montreal Cognitive Assessment(MoCA_B)and the scale of Activities of Daily Living Scale(ADL).Results:Compared with HC,the mean MD values of all transcallosal nerve fiber bundle
14、s in the AD group had significantly increased(P0.05,FDR correction),and most transcallosal nerve fiber tracts of AD group(excluding the tracts to the orbital frontal,inferior frontal orbital,and ventral premotor areas)had significantly lower FA values(P0.05,FDR correction);The mean FA values and MD
15、values of all transcallosal nerve fiber tracts to the interhemispheric homologous brain areas in the MCI group were not significantly different from the HC group.The mean FA values and MD values of some transcallosal tracts(excluding the tracts to the prefrontal and sensorimotor areas)in the AD grou
16、p were significant different from the MCI group(P0.05,FDR correction).The 收稿日期:2023-03-27 接受日期:2023-05-17基金项目:国家自然科学基金面上项目(编号:32271096);上海市申康医院发展中心临床科技创新新兴前沿项目(编号:SHDC12021110);上海市科委科技创新行动计划(编号:22Y11903500);上海市卫健委新兴交叉领域研究专项(编号:2022JC018)9磁共振成像 2023年6月第14卷第6期 Chin J Magn Reson Imaging,Jun,2023,Vol.14
17、,No.6http:/临床研究Clinical Articlesmean FA values and MD values of all transcallosal nerve fiber bundles were not significantly correlated with the MoCA_B scores,but the mean FA values and MD values of multiple fiber bundles(including tracts to the dorsolateral prefrontal lobe,sensorimotor area,parieta
18、l lobe,occipital lobe and temporal lobe)were significantly correlated with the ADL scores(P0.05,FDR correction).Conclusions:This study suggests that AD had more severe and extensive damage in the interhemispheric structural connectivity than MCI,and in AD,the degeneration of interhemispheric structu
19、ral connectivity in the callosal fibers is more associated with a decline in activities of daily living.The severity of the transcallosal nerve fiber bundles damage may be used as an important reference index to assess the ability of live activities in AD.Key words neurodegenerative disease;Alzheime
20、rs disease;mild cognitive impairment;diffusion tensor imaging;transcallosal fiber tracts;magnetic resonance imaging0前言阿尔茨海默病(Alzheimers disease,AD)是一种较为广泛的中枢神经系统原发性、进行性发展的退行性疾病,主要表现为认知功能下降、精神行为异常和日常生活活动能力减退1。而在AD的前驱阶段,即轻度认知障碍(mild cognitive impairment,MCI)时期,患者已表现出轻度的认知能力下降。神经科学研究发现,大脑高级认知功能和感知觉功能的完
21、成均需要左右大脑的共同参与,而大脑两半球间的胼胝体在其中起着连接彼此的关键作用2-4。胼胝体纤维束损伤会导致脑半球间的信息交流和协调活动出现问题,故探究胼胝体结构完整性损坏程度与认知功能障碍程度及日常生活活动能力的关系,有助于深入了解AD和MCI大脑半球间结构的变化及与其外在行为表现异常的联系。弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)是目前唯一一种有效研究活体脑神经纤维束的非侵入性磁共振成像技术3。基于DTI图像可计算出反映脑组织内水分子弥散的相关指标分数各向异性(fractional anisotropy,FA)和平均弥散率(mean diffusivity,
22、MD)5。FA值降低和MD值升高的同时出现通常表明在主要纤维方向上的弥散增加和纤维髓鞘的损伤以及纤维完整性受损6-7。AD和MCI脑白质微结构损伤的病理学机制主要涉及髓鞘的继发性退化或轴突的直接损伤,故研究FA和MD的改变可为了解AD和MCI患者脑白质神经纤维微结构改变以及预测患者的病程进展提供重要依据。对于胼胝体纤维束微结构改变,DTI通常依据等分胼胝体正中矢状面或按照胼胝体的解剖结构走行进行分区段(38区段)研究8-12。例如,PRETI等9将胼胝体按照胼胝体的解剖结构走行分为8个区段,发现与健康对照(healthy controls,HC)组相比,AD患者的整个胼胝体的FA值显著降低;与
23、MCI患者相比,AD患者胼胝体的FA值在额叶显著降低。TU等10将AD患者的胼胝体纤维束分为膝部、体部和压部三区段,发现胼胝体压部的FA值,体部和压部的MD值与神经精神量表总评分显著相关。HOY等11采用Hofer的五分法,发现AD患者胼胝体后部纤维束的MD值与脑脊液中生物标志物密切相关。概而言之,许多DTI研究显示AD胼胝体FA值显著降低,尤其以压部FA值降低更为明显,但有些研究显示AD的胼胝体微结构损伤集中于胼胝体膝部及体部3。已有研究报道AD和MCI胼胝体神经纤维束的具体受累部位和严重程度不一致,极有可能与研究者们对胼胝体的分区分段方法不同有关。ARCHER等13在2019年提出高分辨经
24、胼胝体纤维束模板(trancallosal tract template,TCATT),依据胼胝体连接半球间不同的同位脑区,将其划分为32条。与上述胼胝体的划分方法相比,TCATT模板克服了难以将胼胝体纤维束与所连接的脑区进行准确对应的不足,为进一步确定AD和MCI经胼胝体神经纤维束受损位置提供了有效工具。本研究率先将TCATT模板运用于AD和MCI患者大脑半球间结构异常的研究,利用FA和MD两个定量指标分析胼胝体通往大脑半球间同位脑区神经纤维束精细微结构的改变。我们推测:(1)AD和MCI患者不仅胼胝体压部和膝部的同位脑区经胼胝体纤维束微结构连接出现异常,其他同位脑区的经胼胝体纤维束微结构也
25、可能出现异常;(2)AD和MCI患者大脑半球间结构连接改变与认知功能和日常生活活动能力可能具有一定联系,表现为同位脑区经胼胝体白质微结构损伤指标与临床评分具有相关性。本研究拟揭示AD和MCI患者大脑半球间的结构异常及其与认知功能障碍和生活活动能力减退的关系,以期从中发现区分MCI转化为AD的新型影像生物标志物,将有助于深入了解AD和MCI患者大脑半球间结构的变化模式及其内在机制。1材料与方法1.1 一般资料本研究为一项前瞻性、探索性的横断面观察研究。被试为2017年9月至2021年1月在上海同济大学附属同济医院神经内科和记忆门诊就诊的患者。所有被试都是中国人,汉族,惯用右手,年龄 5085岁。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 阿尔茨海默病 轻度 认知 障碍 大脑 半球 结构 连接 异常 一项 基于 DTI 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。