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Alzheimer病和MCI病人扣带束DTI及相关脑区静息态fMRI研究

作　者: 龚必焱
导　师: 祁吉
学　校: 天津医科大学
专　业: 影像医学与核医学
关键词: Alzheimer病 MCI 扣带束 DTI fMRI
分类号: R749.16
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

目的：研究AD(Alzheimer’s disease, AD)、MCI(mild cognitive impairment,MCI)病人Papez环路中海马-扣带束-扣带回通路的DTI与静息态功能连接异常改变,并分析其与临床认知功能之间的关系,为早期诊断MCI、AD提供参考指标；探讨DTI多参数组合在脑白质微观结构研究中的价值及功能连接水平与其连接通路微观结构改变的内在联系,为DTI参数选择及联合DTI和fMRI研究相关疾病提供参考。方法：采用3.0T磁共振扫描仪对15例AD、11例MCI病人及15例NC(normal cognition,NC)进行横断位T1WI、T2WI、FLAIR、T1-MPRAGE、DTI和BOLD-EPI序列扫描。在syngo B17后处理工作站上结合DTI张量图和高分辨率解剖像同步测量双侧扣带束海马旁回部(PH-C)、后部(PC-C)和前部(AC-C)的FA、DA和DR值,对双侧同部位各项参数值在组内进行独立样本t检验和组间LSD和Dunnett’s T3法检验。应用Matlab 7.1、SPM5、DPARSF_V2.0和rest_V1.4软件包进行数据预处理(层间时间点校正、头动校正、空间标准化、平滑)、线性校正及带通滤波(带宽：0.01～0.08HZ)得到全脑低频信号图；提取后扣带回种子点平均时间序列(0,-53,26,r=4mm)并去除协变量(全脑平均信号、脑白质、脑积液、6个头动参数),与全脑其余体素进行Pearson相关分析得到全脑功能连接图,经Fisher Z转换为Z图；将各组Z图进行组内单样本t检验和组间独立样本t检验,得到各组大脑静息态默认网络图及组间功能连接差异图；在AAL模板中提取双侧海马mask,导入组间功能连接差异图,经过AlphaSim校正后得到双侧海马与后扣带回功能连接差异图；提取双侧海马功能连接差异部位平均时间序列,与MMSE评分进行相关分析,与相关部位扣带束DTI各参数值进行线性回归分析。结果：1.组内比较：各组双侧同部位DTI各项参数值差异均无统计学意义；NC组默认网络主要包括双侧腹内侧前额叶皮层、前扣带回、视觉皮层、海马、中下颞叶皮层、下顶叶、后扣带回及楔前叶,MCI、AD组主要默认网络脑区与NC组相似；2.组间比较：(1)MCI组与NC组：双侧PH-C部DA值减低,右侧PH-C部DR值减低,左侧PH C部FA减低；右侧海马前部与后扣带回功能连接减弱；(2)AD组与NC组：双侧PH-C部、双侧PC_C部DA值减小、DR值增加及FA值减低；双侧海马前部活动减弱,双侧海马尾部活动增强；(3)AD组与MCI组：双侧PH_C部、双侧PC_C部DA值减小、DR值增加及FA值减低；3.相关性分析：双侧扣带束PH-C部和PC_C部DA值与MMSE评分呈显著正相关(0.609/0.512；0.599/0.521)；双侧扣带束PH_C部DR值与MMSE评分呈显著负相关(-0.453/-0.428)；左侧扣带束PH-C部和双侧PC_C部FA值与MMSE呈显著正相关(0.627,0.64I/0.533)(p<0.01)；双侧海马与后扣带回功能连接分数与MMSE评分呈显著相关(r=0.513,0.522)(p<0.01)；5.线性回归分析：右侧扣带束PH-C部DA值、PC_C部DR值对右侧海马与后扣带回功能连接贡献有统计学意义,其回归方程为R_FC=0.047+0.556*R_PH_C_DA-1.160*R_PC_C_DR (R=0.671, R2=0.450);左侧扣带束PH_C部DA值与DR值对左侧海马与后扣带回功能连接贡献有统计学意义,其归回方程L_FC=0.379+1.098*L_PH_C_DA-1.105*L_PH_C_DR (R=0.562, R2=0.315)。结论：1. Papez环路中海马-扣带束-扣带回通路在MCI向AD进展发病机制中的DTI和fMRI研究中具有重要意义,为临床早期诊断MCI、AD提供参考指标；2.扣带束不是唯一连接海马与后扣带回的纤维束,还存在其它纤维束直接或间接连接海马与后扣带回；3. DA、DR参数组合较FA参数更好的反映脑白质微观结构改变；4.静息态默认网络节点间功能连接强度与DTI反映的其连接通路微观结构损害密切相关；5.DA、海马与后扣带回功能连接分数能为临床评估病人认知功能提供参考。

全文目录

中文摘要  4-6
Abstract  6-10
缩略语/符号说明  10-11
前言  11-15
  研究现状、成果  11-14
  研究目的、方法  14-15
一、Alzheimer病和MCI病人的扣带束DTI研究  15-35
  1.1 对象和方法  15-19
    1.1.1 研究对象  15-16
    1.1.2 磁共振成像  16
    1.1.3 DTI参数测量  16-18
    1.1.4 统计学分析  18-19
  1.2 结果  19-23
    1.2.1 各组临床资料  19
    1.2.2 各组内扣带束DTI参数值比较  19-20
    1.2.3 各组间扣带束DTI参数值比较  20-23
    1.2.4 DTI各参数与MMSE评分相关性分析  23
  1.3 讨论  23-34
    1.3.1 AD、MCI背景  23-24
    1.3.2 DTI原理及参数选择  24-28
    1.3.3 从DTI各项参数中获得的信息  28-34
  1.4 小结  34-35
二、AD/MCI病人扣带束损害与其相关脑区功能连关系  35-48
  1.1 对象和方法  35-36
    1.1.1 研究对象  35
    1.1.2 磁共振成像  35
    1.1.3 数据处理  35-36
    1.1.4 功能连接分析  36
  1.2 结果  36-40
    1.2.1 各组临床资料  36
    1.2.2 各组默认网络  36-37
    1.2.3 各组海马与后扣带回功能连接差异  37-38
    1.2.4 海马与后扣带回功能连接分数与MMSE评分相关性分析  38-39
    1.2.5 各组海马与后扣带回功能连接分数与相关DTI参数线性回归分析  39-40
  1.3 讨论  40-47
    1.3.1 BOLD原理  40-41
    1.3.2 任务相关fMRI在AD、MCI研究中的局限性  41
    1.3.3 静息态、默认网络及功能连接  41-43
    1.3.4 AD、MCI和NC组默认网络  43
    1.3.5 联合DTI及fMRI分析MCI、AD的发病机制  43-45
    1.3.6 PCC与双侧海马功能连接分数与MMSE评分相关性  45
    1.3.7 PCC与双侧海马功能连接分数与相关扣带束DTI参数值线性回归分析及偏相关分析  45-47
  1.4 小结  47-48
结论  48
创新点  48
研究不足及展望  48-49
参考文献  49-59
发表论文和参加科研情况说明  59-60
附录  60-67
综述阿尔茨海默病影像学研究进展  67-88
  综述参考文献  76-88
致谢  88

Alzheimer病和MCI病人扣带束DTI及相关脑区静息态fMRI研究

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