多发性硬化患者默认网络的静态功能连接与结构连接的磁共振研究

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目的:应用静态功能磁共振(resting-state functional MRI,rfMRI)、功能连接磁共振(functional connectivity MRI,fcMRI)、弥散张量成像-纤维束示踪(DiffusionTensor Imaging-Fiber Tractograph,DTI-FT)等磁共振技术对正常人及多发性硬化(Multiple Sclerosis,MS)患者默认网络(Default Mode Network,DMN)的静态功能连接与结构连接进行研究,探讨MS患者DMN的静态功能连接与结构连接的特征性改变及两者间的相互关系。方法:收集我院2011年3月到2012年3月临床诊断为MS的患者27例,年龄和性别相匹配的健康志愿者27例作为正常对照组。所有被试行3.0T磁共振颅脑扫描,获取用于诊断用的常规图像及用于后处理的解剖数据、rfMRI数据以及DTI数据。记录MS患者的病程、计算病灶个数、并进行临床预后参数扩展残疾状态(Expanded Disability Status Scale,EDSS)评分。运用DPARSF、SPM8、REST、MICA、TrackVis等软件对数据进行预处理和后处理,并获得两组的DMN功能连接和结构连接的示意图及反应功能连接强度的时间相关系数r值、反应结构连接的定量DTI值包括平均各向异性分数(mean Fractional Anisotropym,mFA)、平均扩散率(Mean Diffusion,MD)、平均纤维束长度(mean Length,mL)等数值,并对所得数值进行统计学分析。结果:1、MS组的DMN与对照组的空间网络分布基本一致,但功能连接有所改变,前额皮质中部(medial PreFrontal Cortexm,mPFC)的功能连接增强,而后扣带回(Posterior Cingulate Cortex,PCC)、颞叶中部(medial Temporal Lobe,mTL)的功能连接减弱;2、MS组PCC-mPFC间的平均r值(0.695±0.151)明显低于正常对照组平均r值(0.796±0.085),PCC-mTL间的平均r值(0.353±0.155)明显低于正常对照组平均r值(0.554±0.115),并且具有显著性统计学差异(p<0.05);3、MS组PCC-mPFC间的mFA值(0.261±0.012)明显低于正常对照组mFA值(0.285±0.017),MS组PCC-mTL间的mFA值(0.337±0.017)明显低于正常对照组mFA值(0.377±0.018),并且具有显著性统计学差异(p<0.05);MS组PCC-mPFC间的MD值(0.7±0.13×10-3)高于正常对照组平均MD值(0.6±0.14×10-3), MS组PCC-mTL间的MD值(0.7±0.14×10-3)高于正常对照组的MD值(0.7±0.13×10-3),前者不具有明显统计学差异(p>0.05),后者具有显著性统计学差异(p<0.05);MS组PCC-mPFC间的mL值(117.4±10.3)低于正常对照组mL值(120.3±15.9), MS组PCC-mTL间的mL值(67.7±14.3)低于正常对照组mL值(74.7±16.8),但不具有统计学差异(p>0.05);4、r值和mFA值呈显著的正相关(p<0.05);r值和MD值无相关性(p>0.05);5、病程、病灶个数、EDSS评分与r值、mFA值、MD值均无相关性(p>0.05)。结论:1、MS患者存在默认网络的异常,其中功能连接增强的区域包括mPFC,功能连接减弱的区域包括PCC和mTL(R/L),表明MS患者DMN存在功能的重构或代偿;右顶上小叶出现异常激活区,可能与脑区功能重组有关。2、MS患者DMN网络内mPFC-PCC及mTL-PCC间的功能连接和结构连接较正常对照组均减弱,且功能连接与结构连接之间存在相关性,表明MS患者默认网络功能簇之间的功能连接强度减弱存在对应的结构基础,功能连接可以反映结构连接的改变。
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