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目的通过基于体素的形态测量学技术（voxel-based morphometry,VBM）和基于纤维束示踪的空间统计学方法（tract based spatial statistics,TBSS）对视神经脊髓炎谱系疾病（neuromyelitis optica spectrum disorder,NMOSD）患者、多发性硬化（multiple sclerosis,MS）患者的大脑灰质（gray matter,GM）结构及正常外观白质（normal-appearing white matter,NAWM）隐秘性改变进行研究和比较。材料与方法本课题为回顾性研究,入组符合2015年Wingerchuk诊断标准的NMOSD患者20人、符合2017年Mc Donald诊断标准的MS患者20人、以及与其配对健康对照组（healthy controls,HCs）20人,采用西门子3.0T MR成像扫描仪对MS患者、NMOSD患者、HCs组进行脑部3D-T1WI及扩散张量成像（diffusion-tensor imaging,DTI）数据采集,并收集患者扩展致残量表评分（expanded disability status scale,EDSS）及其它相关临床资料。1.应用VBM评估组间GM体积:应用VBM分析3D-T1WI图像,评估GM体积。使用SPM8软件的VBM8进行VBM分析,将每个T2图像与对应的T1-3D序列共同配准之后,使用病变掩膜来去除病变。3D-T1WI在SPM8中进行自动分割,得到GM、WM和脑脊液图像（Cerebro Spinal Fluid,CSF）。VBM协议由分段和归一化的迭代组合产生GM概率图。最后得到归一化的GM图像,高斯核对数据进行平滑,原始数据用SPM8软件进行处理,通过协方差分析进行先验评估,检测NMOSD患者、MS患者、HCs组之间GM体积的差异,其中3组不同的组用年龄、性别添加为协变量,将统计阈值设置为P＜0.05,簇阈值为200个相邻体素,用错误发现率（false discovery rate,FDR）的分析方法进行多重比较校正,获得GM改变的统计图。接着应用SPM8的Dunnett-t检验比较MS患者与HCs组、NMOSD患者与HCs组、MS患者与NMOSD患者的区域GM体积的差异。采用REST软件中的Alphasim程序进行多重比较校正,校正后簇水平阈值P＜0.05,簇阈值为30个相邻体素,记录相关脑区用SPM8工具箱中的自动标记图谱获得重要簇的解剖定位,记录存在GM体积差异脑区的蒙特利尔神经科学研究所（montreal neurological institute,MNI）空间的EPI模板坐标。将有GM体积改变脑区提取出来,应用SPM8软件中Pearson相关分析评估局部GM体积减少与EDSS评分的相关性,采用REST软件中的Alphasim程序进行多重比较校正,校正后簇水平阈值P＜0.05,簇阈值为30个相邻体素,若P＜0.05,则认为具有相关性,记录相关脑区。2.应用TBSS分析NAWM改变:使用FMRIB软件库（FSL）的扩散工具箱对DTI图像进行头部运动和涡流失真校正,拟合扩散张量,获得部分各向异性分数（fractional anisotropy,FA）、平均弥散率（mean diffusivity,MD）、轴向弥散率（radial diffusivity,AD）和径向弥散率（radial diffusivity,RD）图像。使用FSL工具包内TBSS对这些DTI度量进行统计分析。简化过程叙述如下,将所有受试者的FA数据投射到平均FA束骨架上,为了具体探讨NAWM微结构损伤,在投影到FA骨骼后,对各组进行T2病灶掩膜的平均化,以获得骨架化的LPM。分析仅包括病变概率＜5%的WM体素,将病变概率≥5%的体素设置为零。通过计算“异常体素”的数量来估计WM完整性损害的程度。对于MD、AD和RD重复此过程,然后使用无阈值簇群增强为每个DTI参数应用体素交叉对象统计。MS组与HCs组、NMOSD组与HCs组、MS组与NMOSD组之间进行对比,其中年龄和性别作为协变量,经过多次分析比较校正后,P＜0.05被认为具有统计学差异。通过Pearson分析评估NMOSD患者、MS患者和HCs患者之间的MD、FA、AD和RD值与病程及EDSS评分的关系,进行多重比较校正,若P＜0.05,则认为具有相关性。结果1.VBM分析GM显示:与HCs组相比,NMOSD患者灰质体积减少在左侧额叶皮层、左侧颞叶下回和双侧后扣带回（FDR校正,P＜0.05）;MS患者灰质萎缩更广泛,主要包括双侧额叶皮质、双侧丘脑、双侧海马和岛叶、左侧顶枕叶、右侧尾状核头部、右侧角回、左侧小脑半球（FDR校正,P＜0.05）。2.TBSS分析NAWM显示:与HCs相比,NMOSD患者NAWM的平均整体FA性降低（TFCE及FWE校正,P＜0.05）,MD和RD升高（TFCE及FWE校正,P＜0.05）,AD无显著差异（TFCE及FWE校正,P＞0.05）。MS患者NAWM的FA低于NMOSD患者和HCs组（TFCE及FWE校正,P＜0.05）,而MD、RD和AD明显高于NMOSD患者和HCs组（TFCE及FWE校正,P＜0.05）。NMOSD患者NAWM改变主要位于胼胝体体部和压部、穹窿、左侧大脑脚、左侧内囊前肢、双侧放射冠、左侧扣带回和左侧上纵束（TFCE及FWE校正,P＜0.05）。MS患者比NMOSD患者NAWM损害范围更广,特别在小脑下脚、外囊、胼胝体、穹隆和扣带回、额枕下束和钩束区（TFCE及FWE校正,P＜0.05）。3.局部GM改变与EDSS相关性:MS、NMOSD患者GM减少与病程无相关性（Alphasim校正,P＞0.05）,GM体积减少与EDSS无相关性（Alphasim校正,P＞0.05）。NAWM DTI值改变与病程及EDSS评分相关性:在NMOSD患者中,MD、AD、RD与EDSS评分呈正相关（P＜0.05）;MD与RD病程长短正相关（P＜0.05）。在MS患者中,MD、RD与EDSS评分呈正相关（P＜0.05）,MD与AD病程长短正相关（P＜0.05）,病程越长MD和AD越高。结论1.VBM、TBSS技术可以敏锐地检测MS和NMOSD患者脑微结构的改变。2.NMOSD和MS患者灰质均有萎缩,以MS灰质萎缩更明显,但损伤的脑区与患者EDSS评分不具有直接相关性;3.MS和NMOSD患者的NAWM均存在广泛的隐匿性损害。MS患者的轴突损伤和联合纤维中的扩散异常比NMOSD患者更严重;MS患者、NMOSD患者NAWM结构改变与患者病程及临床EDSS评分有关。