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山东大学学报（医学版） 2023年第2期61卷 72-77页

作者：王少虎牟鑫许程飞赵颖馨张华山东第一医科大学(山东省医学科学院)临床与基础医学院(基础医学研究所) 山东济南250118 济南市第三人民医院影像中心山东济南250132 天津市第三中心医院重症医学科天津300170

目的探讨老年人颈动脉狭窄与脑白质结构网络拓扑属性之间的关系。方法选取济南地区颈动脉狭窄老年人101例为研究对象,根据北美症状性颈动脉内膜切除试验法(NASCET)分为轻(n=35)、中(n=34)、重度狭窄(n=32)组。采用确定性纤维追踪技术构... 详细信息

目的探讨老年人颈动脉狭窄与脑白质结构网络拓扑属性之间的关系。方法选取济南地区颈动脉狭窄老年人101例为研究对象,根据北美症状性颈动脉内膜切除试验法(NASCET)分为轻(n=35)、中(n=34)、重度狭窄(n=32)组。采用确定性纤维追踪技术构建研究对象的脑白质结构网络;基于图论分析方法研究轻、中、重度狭窄组的脑白质结构网络拓扑属性之间的差异;运用多元线性回归分析颈动脉狭窄程度与脑白质结构网络拓扑属性之间的关系。结果重度狭窄组局部效率(Eloc)低于轻、中度狭窄组(P均脑白质结构网络拓扑属性相关,应针对该人群采取积极防治措施以延缓其脑白质损伤的进展。

关键词：脑白质结构网络拓扑属性颈动脉狭窄老年人

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基于弥散张量成像的脑白质结构网络相关研究进展

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社会科学前沿 2021年第4期10卷 1017-1022页

作者：张羽萍天津师范大学天津

脑白质结构网络系统中大量的神经元或是神经元集群间的拓扑结构使得大脑的结构和功能具有复杂性,这在脑区间的信息传递起到关键作用。其中,相较功能网络和效率网络来说,结构网络主要以神经纤维结构连接层面作为大脑认知的基础。因此,基... 详细信息

脑白质结构网络系统中大量的神经元或是神经元集群间的拓扑结构使得大脑的结构和功能具有复杂性,这在脑区间的信息传递起到关键作用。其中,相较功能网络和效率网络来说,结构网络主要以神经纤维结构连接层面作为大脑认知的基础。因此,基于弥散张量成像数据所构建的大脑结构网络至今依然是学者们研究的重点。现阶段国内外对脑白质结构网络的相关研究,在某种程度上可以辅助许多脑疾病的预测和诊断。本文回顾了近期DTI技术、神经纤维束跟踪技术在人脑白质结构网络构建方面的相关研究与成果,并对该领域的新兴研究点进行了展望。

关键词：脑白质结构网络弥散张量成像小世界属性

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2型糖尿病患者脑白质微结构网络拓扑结构改变的相关研究

2型糖尿病患者脑白质微结构网络拓扑结构改变的相关研究

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作者：秦新昆明医科大学

学位级别：硕士

[目的]本文通过扩散张量成像(DTI)探究2型糖尿病(T2DM)患者脑白质微结构全局和局部网络拓扑结构的改变,探讨T2DM引起神经和精神功能改变的可能机制,为预测糖尿病患者神经和精神疾病等并发症发生和发展提供一些脑功能改变的神经功能解剖... 详细信息

[目的]本文通过扩散张量成像(DTI)探究2型糖尿病(T2DM)患者脑白质微结构全局和局部网络拓扑结构的改变,探讨T2DM引起神经和精神功能改变的可能机制,为预测糖尿病患者神经和精神疾病等并发症发生和发展提供一些脑功能改变的神经功能解剖学依据。[资料与方法]本研究选取具有完整临床资料、病程在5-20年的2型糖尿病(T2DM)患者30例,同时匹配年龄、性别、教育年限等相同的健康对照组(HCs)志愿者25例,收集必要的临床资料。所有被试者均在GE 750W 3.0T磁共振扫描仪进行全脑DTI成像扫描,以大脑白质纤维束的数量(FN)为研究对象,分别采用AAL图谱分区作为网络节点(Node)及脑区间的网络连接作为网络的边(Edge)。采用图形理论分析方法,分析2型糖尿病(T2DM)患者大脑结构网络中网络节点(Node)的全局及局部网络特性参数与健康对照(HCs)组之间的差异,并对结构网络中网络连接(Edge)采用NBS方法进行分析。此外,我们还使用Pearson偏相关系数计算2型糖尿病(T2DM)患者组的异常脑结构网络连接的全局和局部网络相关特征性指标与临床相关指标(包括病程、体重指数(BMI)、空腹血糖(FPG)、糖化血红蛋白(HBA1c)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG))的相关性。所有的统计分析在SPSS version 22.0软件进行,加以FDR校正方法来纠正由多重比较引起的假阳性错误。[结果]①2型糖尿病(T2DM)患者组“小世界属性”(σ)相较于健康对照组(HCs)具有统计学意义的差异(p脑结构网络特性参数较健康对照组(HCs)具有统计学意义的差异(p网络连接度的减低,差异有统计学意义(p脑岛(INS.L)等区域脑结构网络较健康对照(HCs)组有减低,差异有统计学意义(p脑区(右侧额中回和右侧嗅皮质)的减低,差异具有显著统计学意义(p脑区(双侧眶部额上回及双侧眶内额上回、左侧海马等)均存在减低现象,差异具有统计学意义(p脑白质结构和功能改变仍具有“小世界属性”,即脑结构网络仍具有“分离”与“整合”的能力,且达到一定程度的平衡,但这种“平衡”已经改变,可能对大脑结构网络信息传递效率及处理信息的能力造成一定的影响。②2型糖尿病(T2DM)患者组包括默认模式网络(DMN)在内的广泛的脑结构网络损害改变,这可能是T2DM引起神经精神类疾病,如AD、MCI、PD、抑郁症等疾病的发生和发展的机制之一。③左侧额中回的脑结构网络的损害与2型糖尿病(T2DM)患者血糖代谢紊乱的机制间可能存在相关性。

关键词： 2型糖尿病弥散张量成像脑白质结构网络图论分析方法 NBS分析

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颞叶癫痫病患者脑部弥散张量影像研究

颞叶癫痫病患者脑部弥散张量影像研究

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作者：赵地华南理工大学

学位级别：硕士

颞叶癫痫病(temporal lobe epilepsy,TLE)患者脑白质微结构发生异常的重要脑区的定位与脑白质网络的异常模式变化,是阐明其脑结构异常变化的规律、认知功能障碍的关键,亦是进行准确的临床诊断与有效治疗的重要依据。本文采集了22名TLE... 详细信息

颞叶癫痫病(temporal lobe epilepsy,TLE)患者脑白质微结构发生异常的重要脑区的定位与脑白质网络的异常模式变化,是阐明其脑结构异常变化的规律、认知功能障碍的关键,亦是进行准确的临床诊断与有效治疗的重要依据。本文采集了22名TLE患者与28名健康正常人作为对照组(normal control,NC)共50人的脑部弥散张量影像(diffusion tensor imaging,DTI)。分别计算其部分各向异性(fractional anisotropy,FA)、平均扩散率(mean diffusivity,MD)、扩散系数(axial diffusivity,AD)、径向扩散系数(radial diffusivity,RD)等参数,并采用纤维束追踪空间统计方法(Tract-based spatial statistics,TBSS),分析组间差异脑区,然后,分别利用双样本t检验和递归特征消除法(recursive feature elimination,RFE)选取重要特征,并利用线性支持向量机(support vector machine,SVM),对颞叶癫痫患者和健康正常人进行分类,最后,对分类重要脑区分布进行了分析与讨论。结果表明:与NC组相比较,TLE组的FA值存在显著降低的脑区主要有胼胝体、上纵束、放射冠、外囊、内囊、下额枕束、钩束、矢状层等,基本呈双侧分布,其中大部分脑区也表现为MD、RD值显著增高,AD值虽有增高,但差异无统计学意义。支持向量机-纤维束追踪空间统计方法(support vector machine-tract-based spatial statistics,SVM-TBSS)利用组间差异显著的FA、MD、RD特征进行分类的准确率分别为82%、76%、76%,三类特征融合后分类准确率为80%;支持向量机-递归特征消除法(support vector machine-recursive feature elimination,SVM-RFE)利用FA、MD、RD特征及融合三类特征的分类准确率分别为90%、90%、92%与100%,SVM-RFE分类性能明显优于SVM-TBSS。根据SVM--RFE得到的重要脑区特征的选择次数与权重排序,位居前列的特征位于左侧上额枕束、穹窿、右侧海马、右侧小脑上脚、右侧后放射冠、双侧内囊膝、右侧上纵束、右侧内囊前肢、右侧上放射冠脑区。此外,采用确定性纤维追踪技术构建脑白质结构网络,并分析TLE组与NC组脑脑白质结构网络的连接性和拓扑属性差异。结果发现:与NC组相比较,TLE组FA白质网络中脑桥交叉纤维、胼胝体压部、左侧大脑脚、右侧皮质脊髓束、双侧内囊前肢、右侧矢状层、右侧内囊膝的节点连接性异常;胼胝体膝部、胼胝体体部、左侧内侧丘系、左侧大脑脚、右侧内囊前肢、双侧内囊晶状体、双侧前放射冠、左侧丘脑后辐射、左侧外囊、左侧扣带回和左侧矢状层等脑区节点在MD白质网络中连接性异常;RD白纸网络中节点连接性异常的脑区有胼胝体体部、胼胝体压部、左侧内侧丘系、左侧大脑脚、左侧内囊前肢、左侧内囊后肢、右侧内囊晶状体、双侧前放射冠、左侧丘脑后辐射、双侧矢状层、左侧扣带回等。TLE组脑白质网络的全局效率、小世界特性降低;最短路径长度增加;与NC组相比较,FA白质网络的集群系数无显著性差异,MD、RD白质网络的集群系数均增加;MD白质网络的局部效率无显著性差异,而FA、RD白质网络的局部效率均减小。本文利用基于纤维束的空间统计方法、支持向量机及确定性纤维追踪技术研究颞叶癫痫患者脑白质微结构异常变化情况,结果发现颞叶癫痫患者在胼胝体、上纵束、放射冠、内囊、小脑中脚、矢状层等脑区存在解剖结构异常,分类性能较好的重要脑区和白质网络连接性异常的脑区也基本分布在这些脑区,主要分布在连合纤维和联络纤维中。本研究结果不仅证实颞叶癫痫脑白质损伤存在于广泛的大脑结构中这一观点,还证实了TLE是一个功能和结构损伤的网络疾病。结果得到的脑区有助于研究TLE网络发展规律,更深入认识和理解TLE的病理生理机制、病灶定位及实现自动诊断。

关键词：颞叶癫痫弥散张量成像基于纤维束的空间统计方法支持向量机脑白质结构网络

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