無明顯認知障礙的終末期腎病患者腦改變：多模態(tài)磁共振成像研究.pdf

1、本文從以下幾部分進行論述：
　　第一章 無明顯認知障礙的終末期腎病患者腦局部一致性改變:靜息態(tài)功能磁共振成像研究
　　目的:
　　應用靜息態(tài)功能磁共振成像(fMRI)區(qū)域同質化研究計算方法前瞻性地研究和檢測無明顯認知障礙的終末期腎病(ESRD)患者的早期顱腦局部一致性(ReHo)值的改變。
　　方法:
　　2013年9月至2014年9月期間，在廣東省第二人民醫(yī)院腎移植科招募31例終末期腎病患者（男24例，女

2、7例）和31例年齡及受教育程度較匹配的正常對照被試（男21例，女10例）行腦靜息態(tài)血氧水平依賴功能磁共振檢查，31例終末期腎病患者平均年齡為39.9±9.6歲(24-61)，受教育時間11.8±3.3年（3～16年）。31例正常對照被試平均年齡為42.7±8.5歲（26-61歲），受教育時間10.8±2.8年（6～16年）。
　　基于SPSS13.0統(tǒng)計軟件包應用雙獨立樣本t檢驗統(tǒng)計分析終末期腎病患者和正常對照組間的頭動、年齡、頭

3、動、受教育年限的差異，P＜0.05認為有統(tǒng)計學意義?；赗EST工具包，應用SPM8軟件，分別對兩組被試ReHo統(tǒng)計腦圖進行隨機效應分析，具體統(tǒng)計方法包括兩組被試的單樣本t檢驗分析及兩組被試之間比較的兩樣本t檢驗分析，所得結果再進行多重比較驗證以降低假陽性率。P＜0.05（多重比較校正）認為有統(tǒng)計學意義。多重比較校正采用閾值校正的方法，通過REST軟件里面的AlphaSim程序完成。應用Spearman相關分析評估ReHo值與MMSE分

4、數(shù)、透析時間之間的關系。
　　結果:
　　(1)與對照組相比，ESRD病人組左側額中回、雙側顳上回及的顳中回ReHo值增高。（P＜0.05，多重比較校正）
　　(2)與對照組相比，ESRD病人組顯示右側顳中回皮層的ReHo值明顯減低。（P＜0.05，多重比較校正）
　　(3) ESRD病人組與正常對照組的MMSE得分均為正常(≥28)，且兩組間MMSE分值無統(tǒng)計學差異(P＞0.05); ESRD組的ReHo值改變

5、與透析時間沒有顯著的相關性。（P＞0.05，多重比較校正）
　　結論:
　　我們的研究發(fā)現(xiàn)ESRD患者顱腦異常活動主要分布于與記憶（顳葉）、認知功能（額葉）相關的腦區(qū)，此外這些腦區(qū)也是默認網(wǎng)絡的重要組成部分。這些腦區(qū)自發(fā)性神經(jīng)元的異常活動為研究ESRD患者認知障礙潛在的神經(jīng)機制提供了客觀依據(jù)，同時也證實了功能磁共振局部一致性研究方法是檢測ESRD患者潛在認知損害的早期腦改變的一種有價值的非侵入性的成像技術。
　　第二章

6、 無明顯認知障礙終末期腎病患者腦結構及功能的改變:基于體素的腦灰質形態(tài)及默認網(wǎng)絡靜息態(tài)功能連接研究
　　目的:
　　應用靜息態(tài)功能磁共振成像（fMRI）基于體素腦形態(tài)學分析法及基于種子點功能連接法前瞻性地研究和檢測無明顯認知障礙的終末期腎病(ESRD)患者的顱腦結構及功能損害的早期證據(jù)
　　方法:
　　所有的研究被試、納入及排除標準納入及排除標準同第一部分。
　　將所有被試原始數(shù)據(jù)導入個人電腦工作站，采用M

7、Rlcro軟件將原始DICOM格式圖形轉化成為NIfTI文件格式，然后用SPM8軟件包以及VBM8工具包進行結構像的分析。
　　應用SPM8對所有被試功能圖像進行預處理，接著我們應用一種基于種子點功能連接方法分析預處理圖像，首先在VBM及ReHo的基礎上定義了六個種子點，通過平均種子點區(qū)域內(nèi)所有體素(voxels)的時間序列我們可以得到每一個種子點的參考時間序列，接著每一個時間序列進行時域的帶通濾波(0.01-0.08Hz)。然后

8、基于Pearson相關法將種子區(qū)的時間序列和全腦的每個體素的時間序列進行相關，并將得到的每一個像素的相關系數(shù)，并通過Fisher轉換產(chǎn)生接近于正態(tài)分布相關系數(shù)。最后應用SPM8軟件，分別對兩組被試VBM結果進行隨機效應分析，包括兩組被試的單樣本t檢驗分析及兩組被試之間比較的兩樣本t檢驗分析，結果進行多重比較以降低假陽性率。P＜0.05（多重比較校正）認為有統(tǒng)計學意義。
　　結果:
　　(1)正常對照組相比，ESRD患者在多個

9、皮質和皮質下區(qū)域出現(xiàn)了灰質萎縮，這些結構包括雙側前額葉（眶回皮質）、雙側背外側前額葉皮層、前扣帶、顳上回、顥中回、舌回、海馬回、殼核、尾狀核、島葉(P＜0.05，已校正)。
　　(2)當基于雙側前額葉皮質眶回為種子點時，ESRD患者表現(xiàn)出降低的功能連接在雙側小腦后部、右背外側前額葉皮層、雙側前扣帶回，表現(xiàn)出增強的功能連接在雙側前額葉皮質眶額回、雙側頂上小葉;當基于左背外側前額葉皮層為種子點時，ESRD患者表現(xiàn)出增強的功能連接在顳上

10、回;當基于右背外側前額葉皮層為種子點時，ESRD患者表現(xiàn)出降低的功能連接在雙側小腦后部、左側顳下回及右背外側前額葉皮層，表現(xiàn)出增強的功能連接在雙側前額葉皮質眶額回、左側的中央后回;當基于左側顳中回為種子點時，ESRD患者變現(xiàn)出增強的功能連接在右額上回中部;當基于后扣帶回為種子點時，ESRD患者表現(xiàn)出降低的功能連接在左側顳中回、右側前扣帶回、雙側的額上回中部;當基于腹內(nèi)側前額葉皮層為種子點時，ESRD組僅出現(xiàn)右側丘腦區(qū)功能連接顯著降低。<

11、br>　　(3) ESRD患者異常的功能連接與其透析時間及臨床實驗室檢查（血鈣、血鉀、血紅蛋白、血肌酐、血尿素氮）無明顯相關。
　　結論:
　　應用形態(tài)學分析及靜息態(tài)功能連接分析方法，我們觀察到無明顯認知障礙的ESRD患者結構及功能改變。這些變化指出無明顯認知障礙ESRD在常規(guī)透析治療后會導致腦灰質結構方面的改變，且進一步影響腦區(qū)間的功能連接。
　　第三章 無明顯認知障礙終末期腎病患者大腦功能網(wǎng)絡拓撲特性的研究

12、　　目的:
　　1、利用高分辨磁共振檢查技術及腦功能小世界網(wǎng)絡圖論分析方法探討無明顯認知障礙的終末期腎病患者腦網(wǎng)絡拓撲屬性的改變情況。
　　2、探討無明顯認知障礙的終末期腎病患者腦網(wǎng)絡拓撲屬性的改變與其認知功能改變、腎功能功能損害及透析時間之間的關系。
　　方法:
　　本研究納入了22個ESRD患者（男16例，女6例）和29個年齡以及性別匹配的健康對照組（男19例，女10例）的靜息態(tài)功能MRI數(shù)據(jù)。所有被試均為右

13、利手，所有排除標準均同第一部分。
　　儀器設備同第一部分，通過獲取常規(guī)成像序列包括T1加權和T2-FLAIR成像，探查臨床上靜息態(tài)病灶。
　　數(shù)據(jù)預處理使用了spm8軟件包(http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/software/spm8/)。我們首先刪除了前10個時間點的數(shù)據(jù)以保證被試對MRI環(huán)境的適應，同時防止磁場達到穩(wěn)態(tài)前出現(xiàn)一過性異常信號。接著將剩下的數(shù)據(jù)進行時間差異校正和頭動效應校正。最

14、后所有校正后的數(shù)據(jù)被配準到蒙特利爾神經(jīng)研究所(MNI)標準空間，并進一步進行了帶通濾波(0.01-0.1Hz)和去除線性趨勢。這里，我們將六個頭動參數(shù)、全局信號、白質、腦脊液以及這些信號的一階差分作為協(xié)變量從每個體素時間序列回歸掉。整個大腦功能網(wǎng)絡構建是通過將整個大腦分為1024個區(qū)域，然后計算兩兩區(qū)域間自發(fā)的低頻神經(jīng)活動信號之間的相關性而得到。功能腦網(wǎng)絡中的節(jié)點為模板中1024個腦區(qū)，網(wǎng)絡中的連接為各個腦區(qū)之間的平均時間序列的皮爾森相

15、關系數(shù)。為了去除掉網(wǎng)絡節(jié)點間的虛假連接，我們對每個相關矩陣進行閾值處理，只有那些很顯著的連接(P＜0.05，Bonferroni校正)被保留了下來，皮爾森相關系數(shù)代表的就是這些連結強度。然后，我們從全局和局部水平分析了構建的大腦網(wǎng)絡的網(wǎng)絡屬性。
　　結果:
　　1、ESRD患者及正常對照組的腦網(wǎng)絡均具有小世界性，但在全腦網(wǎng)絡屬性上， ESRD患者的全局效率Eglob，局部效率Eloc，以及標準化的全局效率(E)glob，均明

16、顯低于正常對照組(P＜0.05)。
　　2、局部參數(shù)Ei-glob方面的研究中，ESRD患者DMN中的一些腦區(qū)及VN中的一些腦區(qū)節(jié)點效率明顯低于正常人(P＜0.05)，這些腦區(qū)主要位于雙側顳中下回、雙側額中回、內(nèi)側前額葉皮層、后扣帶回、楔前葉、頂上小葉及輔助運動區(qū)、枕下回區(qū)域。此外，模塊屬性的研究結果指出在四個模塊DMN、ECN、SMN、VN網(wǎng)絡中，ESRD患者的局部效率Eloc值、全局效率Eglob值及標準化的全局效率(E)gl

17、ob值均顯著低于正常對照組(P＜0.05)。同時模塊的功能連接的研究結果表明，兩組之間各個模塊之間的功能連接均不存在顯著的差異(P＞0.05);兩組之間默認網(wǎng)絡模塊內(nèi)的功能連接存在明顯差異，ESRD組DMN內(nèi)的功能連接較正常組明顯下降(P＜0.05)。
　　3、ESRD患者腦功能網(wǎng)絡異常的拓撲屬性與血紅蛋白正性相關(P＜0.05)，我們發(fā)現(xiàn)僅有感覺運動網(wǎng)絡(SMN)模塊的局部效率(Eloc)和全局效率(Eglob)與血紅蛋白濃度成