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目的:采用基于体素的形态测量学(voxel based morphometry,VBM)分析方法探讨阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)脑灰质结构改变模式。应用静息态功能磁共振成像(resting-state f MRI,rs-f MRI)技术探讨AD脑网络确切的异常位点,理解AD神经网络损害和功能代偿机制。应用多体素氢质子磁共振波谱成像(~1H proton-magnetic resonance spectroscopy,~1H-MRS)探讨AD代谢异常脑区的空间分布和相应代谢物含量变化。材料与方法:16例AD病人及16名健康志愿者行3DT1WI、rs-f MRI和多体素~1H-MRS扫描,比较AD组与健康对照组(healthy control,HC)灰质体积(grey matter volume,GMV)、低频振幅(amplitude of low-frequency fluctuation,ALFF)、局部一致性(regional homogeneity,Re Ho)、功能连接(functional connectivity,FC)差异脑区以及~1H-MRS感兴趣区(volume of interest,VOI)内NAA、Cr、Cho、MI、Glx代谢物浓度差异,并与临床MMSE评分进行相关分析。结果:(1)常规MRI表现:AD组较HC组双侧额、颞叶皮层变薄为著,AD病人海马不同程度萎缩。VBM表现:AD组与HC组比较,皮层灰质结构GMV减少脑区包括双侧扣带回、额上回、额中回、颞上回、舌回及左侧中央前/后回、海马旁回、颞极、眶回和右侧顶上小叶;皮层下灰质结构GMV减少脑区包括双侧壳核、苍白球、尾状核、杏仁核及海马。两组差异脑区扣带回与壳核呈正相关。(2)AD组与HC组比较,ALFF减低的脑区包括双侧后扣带回/楔前叶、前额叶、颞极、顶下小叶;增高的脑区包括双侧海马、海马旁回、小脑蚓和左侧丘脑、右侧尾状核。AD组ALFF与MMSE评分呈正相关的脑区:双侧扣带回、双侧楔前叶;呈负相关的脑区:左侧岛叶、颞中回、海马旁回。AD组与HC组比较,Re Ho减低的脑区包括双侧后扣带回/楔前叶、顶下小叶和右侧岛叶、尾状核;增高的脑区包括双侧舌回、梭状回和右侧海马旁回、海马。AD组Re Ho与MMSE评分呈正相关的脑区:双侧楔叶、距状皮层、楔前叶;呈负相关的脑区:左侧颞下回和海马。AD组较HC组FC减弱的脑区包括双侧后扣带回/楔前叶、顶下小叶、颞中回和左侧海马、内侧前额叶。AD组FC与MMSE评分呈正相关的脑区:左内侧前额叶、额上回、额中回。(3)右侧VOI内各代谢物指标比较:AD组较HC组后扣带回NAA、NAA/Cr、NAA/MI减低,MI、MI/Cr增高;枕叶皮质NAA、Glx减低;背侧丘脑NAA减低、Cho增高。左侧VOI内各代谢物指标比较:AD组较HC组后扣带回NAA、NAA/Cr、NAA/MI及Glx/Cr减低,MI/Cr增高;枕叶皮质NAA减低,Cho/Cr增高;侧脑室旁白质NAA减低和Cho增高;背侧丘脑Glx减低,Cho增高。AD组左侧后扣带回NAA/Cr与Glx/Cr呈正相关。结论:(1)VBM分析方法可以反映AD脑组织形态学细微变化,能够作为常规MRI的重要补充手段。(2)AD病人脑灰质结构存在一定程度的损害,累及皮层和皮层下灰质结构,异常脑区解剖部位主要分布在边缘系统和基底节。(3)扣带回与壳核GMV呈显著正相关,提示AD病人边缘系统和基底节局部脑区可能存在结构联系。(4)AD多个脑区存在ALFF、Re Ho改变和DMN的FC强度减低,后扣带回/楔前叶、顶下小叶和内侧前额叶FC减低的同时,其自身ALFF、Re Ho亦出现不同程度的减低,推测它们是DMN异常的确切位点。(5)海马ALFF和Re Ho值增高可能共同参与海马结构损害的神经元代偿机制。(6)左侧海马与后扣带回之间FC损害的同时,左侧海马ALFF值显著增高,与“海马解偶联假说”相符,推测海马局部水平功能活动增强可能参与AD海马-DMN受损FC的神经元代偿机制。(7)AD病人DMN相关脑区ALFF、Re Ho和FC异常,且与临床MMSE评分具有相关性,进一步揭示rs-f MRI指标可以作为AD病程监测和药物治疗效果评价的生物标志物。(8)AD多个脑区存在代谢异常,后扣带回表现出NAA、NAA/Cr、NAA/MI减低和MI、MI/Cr增高的变化规律。(9)Cho浓度在灰质和白质均显著增高,说明多个脑区同时存在细胞膜结构损伤和脱髓鞘改变。(10)Glx和Glx/Cr减低的脑区主要位于灰质,包括皮层和皮层下灰质结构。(11)AD左侧后扣带回NAA/Cr和Glx/Cr代谢物指标存在相关性,提示神经元丢失与突触结构、功能损害具有协同作用。