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目的:基于弥散张量成像技术(diffusion tensor imaging,DTI)和血氧水平依赖磁共振成像技术(blood oxygen level dependent magnetic resonance imaging,BOLD-fMRI)探讨轻型脑创伤患者急性期(mild traumatic brain injury,mTBI)脑结构网络和功能网络拓扑结构属性的变化特征。材料和方法:前瞻性病例对照研究,通过厦门大学医学院伦理委员会批准,2014年11月开始,2015年8月结束,在厦门大学附属东南医院完成。研究对象纳入标准:临床诊断mTBI(GCS评分13～15分);右利手;能够配合检查。排除标准:合并其它脑病者,包括先天性发育畸形、癫痫、中风、外伤、出血、感染、代谢、严重脑萎缩等病史者;存在心理、精神病史者:小于18岁未成年和大于60岁老年患者;检查图像和数据不标准者。纳入对象在受伤后1周内进行DTI和静息态BOLD序列联合扫描。同期选择与实验组性别、年龄相匹配的正常者为对照组,行相同参数的DTI序列和BOLD序列扫描。运用PANDA软件处理、分析DTI数据,基于部分各向异性分数(fractional anisotropy,FA)矩阵构建DTI脑白质纤维网络。运用DPARSF软件处理、分析BOLD数据,基于时间序列的相关关系构建功能网络矩阵。最后采用基于图论的复杂网络方法对构建的脑结构网络和脑功能网络进行拓扑特性分析,采用两样本t检验来比较脑网络特征参数γ、λ、σ、聚类系数(clustering coefficient,Cp)、最短路径长度(short path length,Lp)、局部效率(local efficiency,Eloc)、全局效率(global efficiency,Eg)、模块度 Q 值(modularity)、介数中心度(betweenness,Be)、节点度Ki及节点效率Ei的组间差异。结果:mTBI患者22例,其中男性16例,女性6例,平均年龄为40.68±12.50岁:对照组14例,其中男性9例,女性5例,平均年龄为41.57±15.42岁。基于DTI数据构建的结构网络,mTBI组和对照组均表现出小世界网络拓扑特性,符合小世界网络的基本特征:γ>>1、λ≈1及σ>>1。与对照组相比,mTBI组的小世界特性参数(Eg、Eloc及Lp)出现了统计学差别的改变(p<0.05),其中Eg在稀疏度阈值0.05～0.4之间下降,Eloc在稀疏度阈值0.1～0.4之间下降,而Lp增大(稀疏度:0.05～0.4)。在预设稀疏度范围内,两组之间的Q值和Be值没有统计学意义差别。两组之间结构节点局部效应也有所不同,与正常对照组相比,mTBI组在左侧额下回岛盖部、左内侧额上回、左直回、左尾状核及右侧颞横回这5个脑区节点度下降(p<0.05),在右额上回背外侧、左眶部额上回、双侧额下回岛盖部、右侧辅助运动区、双内侧额上回、左侧眶内额上回、左侧直回、左侧海马、左侧距状沟周围皮层、左侧顶上小叶、左尾状核、右丘脑、右颞横回及左侧颞下回这16个脑区出现节点效率的降低(p<0.05)。基于BOLD数据构建的功能网络,在预设的网络稀疏度0.05～0.15范围内,mTBI组和对照组均表现出小世界网络拓扑特性,符合小世界网络的基本特征:γ>>1、λ≈1及σ>>1。两组之间γ和σ无统计学差异(p>0.05),λ值在0.05～0.07阈值范围内有统计学差异(p<0.05)。在网络特定的稀疏度阈值下,Eg和Cp下降(p>0.05),但无统计学意义,在稀疏度阈值0.31～0.40范围内Eloc下降和Lp增加(0.05
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