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目的:应用种子相关的功能连接分析方法,探讨正常老年人与轻度AD患者静息状态下后扣带回（posterior cingulate cortex,PCC）的功能连接特点,探讨轻度AD患者静息状态下默认网络的改变情况。方法:1.研究对象1.1轻度AD患者组:2010年1月至2010年12月广东省人民医院老年病学研究所“老年记忆障碍”专科门诊就诊的22例患者,其中男10例,女12例,年龄50-80岁,教育程度均初中毕业及以上。所有患者符合以下诊断标准:①依据美国神经病、语言沟通和卒中研究所、老年性痴呆及相关疾病学会（NICNDS-ADRDA）制订的标准确定有AD;②依据简易精神状态检查（mini mental state examination,MMSE）判定痴呆程度MMSE≤23分;③依据His缺血指数表得分<4分,以除外血管性痴呆及混合性痴呆;④临床痴呆分级（clinical dementia rating,CDR）为1;⑤无任何精神或神经病史;⑥MRI检查发现除了脑萎缩和深部白质少量T2WI高信号（最大直径<1cm）外,无其它异常改变。1.2健康老年对照组:从社区招募正常老年志愿者22例,其中男11例,女11例,年龄50-80岁,教育程度均初中毕业及以上。所有志愿者均符合以下诊断标准:①有独立的行为能力且神经检查正常;②无任何精神或神经病史;③MRI除了脑萎缩和深部白质少量T2WI高信号（最大直径<1cm）外,无其它异常改变;④MMSE评分≥28分。⑤临床痴呆分级（CDR）为0。2.图像采集采用静息态功能扫描,受试者保持清醒、平卧于检查床,紧密填充海绵垫以固定头部,棉球塞耳以减轻机器噪音对患者的影响。在每次扫描开始之前测量被试者呼吸及脉搏是否平稳,结束之后询问被试者情况,保证采集数据的有效性。2.1硬件设备:所有扫描均采用美国GE公司生产的Signa Excite HD 3.0 T超导磁共振M机,配套头部正交线圈。2.2常规序列:常规三平面定位后,行轴位T1WI、T2WI、T2-FLAIR扫描,扫描基线平行于前后联合线,扫描范围从颅顶至枕骨大孔,扫描参数如下:T1WI（TR/TE,580/18）, T2WI（TR/TE,5100/ 130）, FLAIR （TR/TE, 9600/ 110 TI=2400） FOV 240mm,层厚5mm,层间距1mm,共25层,范围包括全脑。2.3静息态fMRI扫描:要求其安静、闭眼、不进行任何有意识的思维。扫描前用话筒与被试者交流并尽量减少机器噪音的影响。采用梯度回波单次激发的平面回波成像序列（GRE-EPI序列）,层厚5mm,间隔0,TR2000ms,TE35ms,翻转角80°,分辨率64×64,FOV240mm,矩阵64×64,进行BOLD fMRI扫描,扫描层数25层,扫描时间5’12”,前12”不做数据采集,共150个时相。2.4结构像扫描:常规三平面定位后,采用快速扰相位梯度回波翻转恢复（FSPGRIR）脉冲序列（TlWI）行横断位扫描,范围从颅顶至枕骨大孔,TR7.6ms,TE3.4ms,FLA 20°,层数142层,层厚1.0mm,层间距0,FOV 240mm,矩阵256×256,Nexl次。3.图像后处理在atlab R2008b平台上使用SPM8 （ http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm ）和DPARSFV2.0 Basic Edition （Yan and Zang, 2010）软件包进行运算。由于开始磁场信号的不稳定性以及受试者正处于对环境的适应阶段,前12”不做数据采集,其余150个时相的数据进行以下处理。3.1数据预处理采用SPM8和DPARSF软件对采集到的结构相和功能相进行预处理,步骤如下:⑴.图像格式转换:采用DPARSF自带的工具,把原始数据DICOM格式转换成NIFTI格式;⑵.功能图像的时间校正;⑶.功能图像头动校正,将头动平移超过1.5mm,旋转超过1.5°的被试去除;⑷.功能图像标准化:采用T1联合分割配准的方法将功能图像标准化到T1WI结构像上,然后再配准到SPM8自带的标准EPI模板;⑸.重采样（分辨率为3×3×3mm）;⑹.采用4mm半高全宽（FWHM）的高斯核对功能图像进行空间平滑;⑺.去除线性漂移;⑻.为降低低频漂移和高频噪声,对每个体素的时间序列进行带通滤波（带宽0.01-0.08Hz）。3.2选取种子点由于有研究已经证实后扣带回/楔前叶（PCC/Pcu）是默认模式网络的中心结点,是唯一直接与默认模式网络其它结点连接的脑区,本研究采用WFUPickAtlas（http://www.nitrc.org/projects/wfupickatlas/）软件,分别从AAL模板（anatomical automatic labeling, AAL）中选择左右PCC/Pcu为种子点,制作成Mask。3.3连接强度计算使用RESTV1.4100426（http://www.restfmri.net）软件计算功能连接。利用上一步得到的感兴趣区模板,从每一个个体经过预处理后的fMRI图像中提取出相应的时间序列。针对每个个体,对感兴趣区内所有体素的时间序列进行平均,r（i）,i=1,2,….n（n为时间序列的长度）,以平均时间序列作为参考时间序列,逐一计算其与全脑每个体素（假设某一体素用m（i）,i= 1,2,….n表示）的时间序列的相关系数r,即下式中的CC（correlation coefficient）,以度量该体素与种子点的连接强度。而后使用Fisher’s Z变换将相关系数r转化成z值,以改善其分布的正态性,z值即代表该体素与种子感兴趣区的功能连接强度,从而得到每个受试者PCC/PCu的功能连接图。r为其它脑区和STR平均时间序列的相关系数。4.统计分析采用RESTV1.4100426自带的统计软件进行分析（1）采用单样本参数t检验分别分析左右PCC/Pcu在正常对照组和AD两组内的功能连接情况。（2）采用双样本参数t检验比较AD组-正常对照组的组间连接差异,以前一步得到的模板,判断差异性质,即正连接增强或减弱,负连接增强或减弱。在单样本参数t检验里,将P值小于0.01,采用AlphaSim多重比校正后将团块大小超过18个体素的脑区认为差异具有显著性;在双样本参数t检验里,将P值小于0.05,采用AlphaSim校正后将团块大小超过85个体素的脑区认为差异具有显著性,得到统计差异图。将有差异脑区叠加于MNI标准三维模板脑,显示方式包括横断面、冠状面切层显示及表面显示。观察并记录有统计学意义的体素的所在脑区、体积（cluster大小）、强度及其坐标（MNI坐标）。结果:1.研究对象的人口学资料最终AD组22例、NC组22例纳入本实验。两组间年龄、受教育程度采用两独立样本双边t检验,MMSE评分、His评分采用两独立样本单边t检验,性别采用卡方检验,发现两组间性别、年龄、受教育程度之间的差别无统计学意义,P值均大于0.05,认为:两组间性别、年龄、受教育程度匹配。两组间MMSE差别具有统计学意义,P值<0.000。2.种子相关分析2.1正常老年组默认模式网络主要包括以下脑区:双侧后扣带回、楔叶及楔前叶、顶下小叶、前额叶背内侧区（dorsomedial prefrontal cortex , DMPFC）、前额叶背外侧区（dorsolateral prefrontal cortex,DLPFC）、部分颞枕叶、双侧丘脑、海马、海马旁回、岛叶（P <0.001,AlphaSim,K≥6体素）等。2.2轻度AD组默认模式网络主要包括以下脑区:双侧楔前叶、后扣带回、顶下小叶（P <0.001,AlphaSim,K≥6体素）等。2.3与正常对照组默认模式网络相比,轻度AD患者组在以下脑区出现激活程度减低:双侧后扣带回、楔前叶、楔叶、顶下小叶、前额叶背内侧区、前额叶背外侧区、左侧海马、左侧丘脑、左侧梭状回,左侧激活减弱程度大于右侧。此外,轻度AD患者组在以下脑区出现激活程度增加:双侧楔前叶、楔叶、扣带回中部、壳核、纹状体、右侧顶下小叶（P <0.005,AlphaSim,K≥12体素）。2.4默认模式网络激活程度减低的脑区中除了左侧海马等少许脑区,其余的静息态网络脑区功能的异常在形态学异常之前出现;两个偏侧化的网络中激活减弱的脑区未发现明显的灰质萎缩。结论:选取双侧PCC为种子点,分析PCC与默认网络中其它节点的功能连接强度,可以较早发现默认网络中与PCC连接异常的脑区,在脑结构出现异常之前发现轻度AD患者静息态脑功能网络特征性的改变,将为AD患者的早期诊断提供生物学标志。目的:应用磁共振弥散张量成像（DTI）技术,探讨轻度AD患者的脑白质异常的变化特点,比较轻度AD患者基于静息状态下默认网络的功能连接改变与基于DTI白质异常的结构连接改变之间的相关性。方法:1.研究对象1.1轻度AD患者组:2010年1月至2010年12月广东省人民医院老年病学研究所“老年记忆障碍”专科门诊就诊的22例患者,其中男11例,女11例,年龄50-80岁,教育程度均初中毕业及以上。所有患者符合以下诊断标准:①依据美国神经病、语言沟通和卒中研究所、老年性痴呆及相关疾病学会（NICNDS-ADRDA）制订的标准确定有AD;②依据简易精神状态检查（mini mental state examination,MMSE）判定痴呆程度MMSE≤23分;③依据His缺血指数表得分<4分,以除外血管性痴呆及混合性痴呆;④临床痴呆分级（clinical dementia rating,CDR）为1;⑤无任何精神或神经病史;⑥MRI检查发现除了脑萎缩和深部白质少量T2WI高信号（最大直径<1cm）外,无其它异常改变。1.2健康老年对照组:从社区招募正常老年志愿者22例,其中男11例,女11例,年龄50-80岁,教育程度均初中毕业及以上。所有志愿者均符合以下诊断标准:①有独立的行为能力且神经检查正常;②无任何精神或神经病史;③MRI除了脑萎缩和深部白质少量T2WI高信号（最大直径<1cm）外,无其它异常改变;④MMSE评分≥28分。⑤临床痴呆分级（CDR）为0。2.图像采集受试者平卧于检查床,紧密填充海绵垫以固定头部,棉球塞耳以减轻机器噪音对患者的影响。同时要求其安静、闭眼。扫描前用话筒与被试者交流并尽量减少机器噪音的影响。在每次扫描开始之前测量被试者呼吸及脉搏是否平稳,结束之后询问被试者情况,保证采集数据的有效性。2.1硬件设备:所有扫描均采用美国GE公司生产的Signa Excite HD 3.0 T超导磁共振机,配套头部正交线圈。2.2常规序列:常规三平面定位后,行轴位T1WI、T2WI、T2-FLAIR扫描,扫描基线平行于前后联合线,扫描范围从颅顶至枕骨大孔,扫描参数如下:T1WI（TR/TE,580/18）, T2WI（TR/TE,5100/ 130）, FLAIR （TR/TE, 9600/ 110 TI=2400） FOV 240mm,层厚5mm,层间距1mm,共25层,范围包括全脑。2.3 DTI图像采集:使用单次激发自旋回波-平面回波序列（DW-EPI）,常规三平面定位后,以前后联合的连线作为扫描基线,行斜轴位DTI扫描;TR=8000ms,TE=76ms,FOV=240mm,矩阵128×128,NEX=1;扫描范围从颅顶至枕骨大孔,层厚4mm,无间隔的连续扫描;b值分别为0和1000s/mm2,在25个不同的非线性方向上施加梯度磁场。3.图像后处理图像的预处理:将个体原始图像导入个人电脑工作站,使用DTIPrep软件（http://www.nitrc.org/plugins/mwiki/index.php/dtiprep:MainPage）对所有图像进行质量控制（quality control, QC）,识别图像中各种因素导致的伪影,同时进行头动校正和涡流校正。计算各个体素的MD和FA值,并保存B0图像和FA图像。FA计算公式如下:其中在Matlab R2010b平台上使用SPM8（http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm）软件包进行运算。DTI成像采用快速EPI序列,不受某些移动伪影的影响,但图像分辨率较差、且有磁场不均及电流涡流造成的几何变形。因此,如果采用VBA进行全脑分析,必须对图像进行标化。目前广泛应用的软件包SPM可以进行标准化计算,但由于该软件并没有设计出具有高分辨率的来自DTI数据的FA图的模板,使用其它模板进行标化,会造成由边缘效应引起的假阳性结果。因此首先自制出适合本研究的FA模板,后进行标准化分析,步骤如下:⑴.将个体的具有T2加权的BO图像标化到SPM自带的EPI模板（MNI空间）上;⑵.将以上得到的标化参数写到各自的FA图像上;⑶.所有经过标准空间转化的FA图经过图像计算平均后产生初始的FA模板;⑷.将所有原始的FA图标化到初始模板上后再次平均产生最终的自制FA模板;⑸.将所有初始的FA图经过精细算法（12 parameters）标化到该模板上,以保证个体之间的图像上的所有体素都可以进行比较;⑹mask参与统计分析,以剔除脑外部分对于统计.利用标化后的图像的平均图像制作全脑分析的影响;⑺.将标化的图像进行空间平滑步骤（FWHM=8mm）,得到个体的标化后的可用于统计分析的4.统计分析采用SPM8随机效应分析。正常组与轻度AD组比较,采用两样本参数t检验,所有被试者年龄、性别及受教育程度作为协变量参与统计分析,FA值大于0.2作为临界值,以减少灰质及脑脊液部分容积效应,P<0.001,uncorrected,K≥20体素认为有统计学意义。将具有统计学意义的体素叠加于自制的FA图模板上生成伪彩图。结果1.1研究对象同第一部分。1.2正常老年对照组脑白质FA值减低区位于胼胝体压部和皮质脊髓束等。1.3轻度AD组与正常对照组比较,脑白质FA值减低区位于双侧额颞枕叶皮质下白质、海马旁白质、扣带束、胼胝体、侧脑室后角旁白质、顶下小叶,右侧楔前叶与楔叶、左侧颞干、左侧丘脑（P <0.O01,AlphaSim,K≥6 voxles）等。1.4笔者将前述结果与本课题第一部分rest研究结果进行比较,发现轻度AD患者组脑白质FA值减低的脑区与静息状态下与PCC功能连接减弱的脑区大部分一致。轻度AD患者组,默认模式网络中双侧额叶、顶枕叶的脑区旁与左侧前额叶、双侧顶叶脑区旁都可见到显著的白质损害区域,上纵束损害范围也更大,双侧海马旁白质与扣带束也出现了白质异常。结论:静息态脑功能成像与弥散张量成像是评价轻度AD患者脑连接改变的有效手段。基于静息态脑功能成像的功能连接分析,可以发现轻度AD患者默认网络的改变,有可能成为AD患者早期诊断的生物学标志;基于体素的全脑FA分析,能够比较客观、全面地发现轻度AD患者脑白质异常的区域。正常对照组出现胼胝体压部和皮质脊髓束FA值减低,可能与年龄相关性退行性改变有关。轻度AD患者组脑白质FA值减低的脑区与静息状态下与PCC功能连接减弱的脑区大部分一致,说明DTI发现的结构连接的破坏为功能连接的异常提供了解剖学上的证据,两种技术联合应用,提供了一种多模态的分析方法,有助于AD患者的早期诊断。