论文部分内容阅读
目的:血管性轻度认知障碍(vascular mild cognitive impairment,v MCI)是血管性痴呆早期阶段之一。尽管已有研究发现v MCI患者部分脑网络指标发生了改变,但目前尚缺乏v MCI患者脑功能及结构网络之间一致性的研究。脑功能-结构(functional-structural,F-S)耦合反映了脑功能和结构网络之间紧密的联系,可能为v MCI患者的早期诊断提供新的视角。本实验招募一批v MCI患者,使用网络和模块分析的方法,旨在探索v MCI患者多尺度脑网络中F-S耦合的改变及其临床意义。材料与方法:本实验共纳入30名v MCI患者及30名正常对照,两组受试者的年龄、性别及教育程度均相匹配。采用Siemens 3.0T磁共振扫描仪Prisma对所有受试者进行MRI数据采集,主要包括扩散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)及静息态功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,f MRI)。分别通过扩散张量纤维追踪技术和Pearson相关分析构建脑结构和功能网络。对每位受试者进行蒙特利尔认知量表评估(Montreal Cognitive Assessment,Mo CA)以确定其认知功能损害程度。主要有以下3个步骤:1.为评估脑网络的拓扑组织结构,采用模块化分析法探究两组被试功能脑网络的模块结构并进行组间比较。2.计算每位受试者的全脑及模块水平的F-S耦合并进行组间比较,并探索v MCI患者F-S耦合的改变与认知功能评分的相关性。同时采用分半信度分析对主要结果进行可重复性分析。3.计算每位受试者功能及结构脑网络中模块内及模块间的连接强度并进行组间比较。结果:1.在选定的稀疏度范围内,两组被试的脑功能网络均表现为模块化的结构。与在正常对照组发现五个功能模块相比,v MCI组仅存在四个模块。2.与正常对照组相比,v MCI患者的全脑F-S耦合无显著变化;但在模块水平,默认网络(P=0.002,FDR校正)及注意网络(P=0.030,FDR校正)内FS耦合较对照组显著降低,并且v MCI患者注意网络内F-S耦合的降低与认知功能减退显著正相关(标准化β=0.724,P<0.001)。分半信度分析的验证结果表明,本研究中v MCI患者默认网络及注意网络内F-S耦合改变是可重复的。3.与正常对照组相比,v MCI患者功能脑网络中感觉运动/听觉网络(P=0.0410,FDR校正)及视觉网络(P=0.0410,FDR校正)模块内连接强度显著降低。此外,v MCI患者感觉运动/听觉网络与视觉网络模块间连接强度降低(P=0.0265,未校正)。结论:1.与正常对照组相比,v MCI患者的F-S耦合在全脑水平无显著改变,但在模块水平受损,并且注意网络内F-S耦合的降低与认知功能减退呈显著正相关,提示依赖模块的F-S耦合可能对探测v MCI患者轻微的脑功能与结构改变有更高的敏感性。2.v MCI患者模块结构也发生改变,表明参与脑功能整合和分离的网络的拓扑组织结构受损。3.v MCI患者功能网络中感觉运动/听觉网络与视觉网络的模块内及模块间连接强度均降低。