复发缓解型多发硬化患者默认网络及丘脑皮层系统的动态功能连接研究

来源 :南昌大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jhq0327
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目的:
  (1)探讨急性期与缓解期复发缓解型多发性硬化( relapsing remitting multiple sclerosis,RRMS)患者默认网络(default mode network,DMN)的动态功能连接(dynamic functional connectivity,dFC)变异性差异模式及其与自发波动时间状态的关系。(2)探讨RRMS患者丘脑皮层系统dFC与静态功能连接(static functional connectivity,sFC )改变及其与临床参数(如认知、疲劳等)之间的关系,并探究其可能的机理。
  方法:
  使用3.0 T磁共振采集急性期(18例)、缓解期(26例)RRMS患者和23例健康对照组(health control , HC)静息态功能磁共振数据,使用基于 matlab R2012a平台的静息态功能磁共振数据处理助手(DPABI v3.0)及动态脑连接组分析工具(DynamicBC v2.1)对数据进行预处理。(1)选择后扣带回(0,-53, 26)为种子点定义DMN,基于滑动时间窗及聚类分析方法,比较三组间默认网络内动态功能连接变异性模式差异。分析差异脑区与临床参数如临床扩展残疾量表、同步听觉连续加法测验、修正疲劳影响量表(MFIS-5)评分、脑实质分数、T2可见病灶数和病程的相关性。(2)基于先验的丘脑亚区模板,使用滑动时间窗分析方法捕获三组丘脑皮层系统的dFC变异性模式,以dFC的标准差量化七组配对的丘脑连接定义区域和高级皮层区域之间的dFC变异性,并评估dFC与sFC变化与临床参数(认知、疲劳等)的相关性。
  结果:
  (1)基于种子点相关性分析技术构建的DMN主要包含双侧楔前叶/扣带回、双侧额上中回、双侧颞上中回、左侧角回等脑区。DMN的dFC变异性组间比较发现,相比正常对照和急性期RRMS患者,缓解期RRMS组在左侧颞上回(left superior temporal gyrus, L.STG)、左内侧额上回(Left medial superior frontal gyrus,L.MSFG)和右侧颞中回(right middle temporal gyrus,R.MTG)显著过度增加的dFC变异性。与缓解期RRMS相比,急性期RRMS在L.STG、L.MSFG、右内侧和旁扣带回(rignt median cingulate and paracingulate gyri, R.MCPG)、R.MTG均显示过度稳定的变异性(dFC变异性降低)。使用k均值聚类识别瞬态连接模式(即功能连接状态),得到DMN最优聚类数为2,在状态2中相比于HC组,急性期RRMS在L.STG、L.MSFG、R.MTG功能连接降低,R.MCPG功能连接增加;而缓解期仅在R.MTG显示较HC组功能连接减低。而在状态1中仅发现急性期RRMS的L.MSFG较HC组功能连接降低。相关分析发现,缓解期RRMS组L.MSFG 的dFC变异性系数(0.14± 0.02)与病程之间呈正相关(r=0.582 , P=0.003);急性期RRMS患者组R.MTG的dFC变异系数(0.12± 0.02)与病程之间呈正相关(r=0.509,P=0.044)。
  (2)与HC和缓解型MS相比,急性MS患者表现出:1)在丘脑枕叶皮层的左侧距状皮层和楔叶,丘脑前额叶皮层的左侧额中回,丘脑颞叶皮层的左侧颞上极dFC变异性增加。相反,在丘脑初级和次级体感皮质的左侧中央后回,丘脑前额叶皮层的右侧额上回,丘脑顶叶皮层的左侧顶上小叶具有相对稳定的dFC变异性(dFC变异性降低);2)楔叶、左侧颞上极sFC降低,左侧顶上小叶sFC增加;3)此外,我们还发现右额上回的dFC变异性增加与认知加工减慢(p=0.02,r=-0.361)或增加疲劳的存在相关性(p=0.022,r=0.574)并且还显示楔叶的dFC过度变异性与疲劳相关(p=0.027,r=-0.461)。
  结论:
  (1)急性期和缓解期RRMS患者均存在默认网络dFC变异性模式的异常改变,缓解期RRMS患者DMN内存在过度增加dFC变异性,可能是维持DMN功能稳定的有限代偿机制,而急性期DMN脆弱性增加且因时间状态而异。(2)过度变异和过度稳定的丘脑皮层模式容易受MS急性发作影响,而dFC可能有助于进一步了解与大规模网络相关的疾病进展。
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