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海马萎缩及海马代谢物异常是阿尔兹海默病(Alzheimer’s Disease, AD)的早期生物标志,临床上广泛应用于早期诊断。然而海马并非均质的整体,而是由结构、功能不同的亚区组成。近期研究预示,海马亚区萎缩,可能是比海马整体萎缩更早的生物标志。另一方面,生理代谢物异常被认为要早于结构上的异常,且研究表明AD病人海马区的n-乙酰天冬氨酸(N-Acetyl aspartate, NAA)与肌酸(Creatine, Cr)的比值NAA/Cr降低,以及肌醇(myo-inositol, mI)与Cr的比值mI/Cr升高。由此提出假设,海马亚区代谢物异常可以作为AD早期诊断的生物标志,且比海马整体代谢物异常更具有敏感性,因而具有更高的诊断价值。研究目的:本课题设计一种测量海马亚区代谢物的方法,测量海马亚区的代谢物浓度,并分析其临床诊断价值。据我们了解,目前国内外没有测量海马亚区波谱的报道。方法:将基于FreeSurfer软件的海马亚区分割与基于LCModel的多体素磁共振波谱量化结合起来,以测量海马亚区代谢物。我们用62个认知组被试:21正常对照(Normal Control, NC)、24个轻度认知障碍(Mild Cognitive Impairment, MCI)、17个AD,测量海马亚区中NAA/Cr、 mI/Cr这两种代谢物的相对浓度。然后进行代谢物在NC、MCI、AD三组间的比较,检验海马亚区波谱对疾病的早期诊断价值。结果:对于NAA,较多的被试能测出亚区CA4DG(53%~90%的被试)、presubiculum(47%~100%的被试)、subiculum(75%~95%的被试)中的相对浓度;部分被试能测出亚区CA1 (29%~59%)、CA23 (6%~54%)、Hippocampus (35%~71%)中的相对浓度。对于mI,较多被试能测出亚区CA23 (76%~88%)、CA4DG (71%~83%)、Hippocampus (71%~100%, Hippocampus是海马尾部的一个亚区标记),部分被试能测出亚区CA1(12%~35%)、presubiculum (24%~52%),少量被试能测出亚区subiculum (0%~21%);而fimbria、hippocampalfissure两个亚区的NAA/Cr或mI/Cr无法用本文方法测得。临床实验结果显示,代谢物浓度变化与病理解释一致;在NC和MCI的区分中,左侧CA1(p=0.003)、左侧CA4DG(p=0.017)、左右两侧subiculum (p=0.003和p=0.010)的NAA/Cr具有比左侧海马整体的NAA/Cr (p=0.032),及左侧海马整体的mI/Cr (p=0.039)更优的诊断意义(p值更小),即在早期诊断中,某些海马亚区比海马整体更具显著性,符合本文亚区代谢物比整体代谢物更敏感的假设。结论:本课题创新地提出一种测量海马亚区波谱的方法,测量出的亚区波谱具有一定的诊断意义。