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目的:阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是老年期痴呆中最常见的类型,目前尚无逆转病程的方法,早期诊断并干预可减缓疾病进展。遗忘型轻度认知功能损害(amnestic mild cognitive impairment,aMCI)因转化为AD的风险高而被认为是其临床前驱期(prodromal stage)。两者均以情景记忆损害为主要表现,而海马与情景记忆密切相关,对其结构、结构连接及功能连接在AD及aMCI中变化模式的研究有助于深入理解AD及aMCI的病理机制。多模态磁共振(magnetic resonance imaging,MRI)技术已成为研究AD及aMCI的重要手段,如高分辨率结构磁共振(structural MRI,sMRI)可对脑结构形态进行精细刻画,功能磁共振(functional MRI,fMRI)可通过功能连接反映不同脑区神经元活动的同步性,弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)可衡量白质纤维的完整性。本研究旨在利用多模态磁共振技术,研究AD及aMCI中海马结构、结构连接及功能连接的变化特点。方法:我们共纳入两组数据进行分析。一组为团队之前收集的包括38例AD、33例aMCI和45例正常对照者(normal controls,NC)的sMRI数据,对双侧海马前、后部分别提取影像组学特征进行海马亚区形态学的分析。另一组为包含42例AD、37例aMCI和43例NC的多模态磁共振数据,首先基于fMRI数据,将与海马前、后部功能连接均改变的脑区重叠得到共同受累的脑区,再将AD、aMCI及NC中海马前、后部与这些共性脑区的功能连接进行比较,分析海马前、后部与全脑功能连接的变化模式;然后选取海马及其传出纤维的主要投射区丘脑作为感兴趣区(region ofinterest,ROI),并利用确定性纤维跟踪的方法分析DTI数据,探讨海马与丘脑的连接纤维完整性及功能连接强度在AD及aMCI中的改变特点,同时分析两者改变程度的相关性。结果:(1)基于影像组学特征研究了 AD及aMCI中海马亚区的形态学变化特点。发现双侧海马前、后部的影像组学特征在AD、aMCI与NC间有显著差异,且与认知损害的程度相关,还可对AD和NC进行分类。这表明影像组学特征可以更细致地显示海马亚区在AD及aMCI中的形态改变,并可作为AD早期诊断的潜在标记物。(2)分析了 AD及aMCI中海马亚区与全脑功能连接的变化模式。发现左侧海马前、后部与共性脑区间功能连接的改变均表现为AD较aMCI及NC中下降,而右侧海马前、后部与共性脑区间功能连接的改变形式多样;这些功能连接的强度绝大部分与认知损害的程度相关。这说明海马亚区与共性脑区间功能连接的变化模式具有左右差异。(3)分析了 AD及aMCI中海马与丘脑之间结构连接和功能连接的改变特点以及两者的相关性。AD双侧海马与丘脑连接纤维的完整性较NC均受损;AD、aMCI及NC相比,海马与丘脑的功能连接在双侧均无显著差异;AD及aMCI中左侧海马与丘脑连接纤维完整性的受损程度与功能连接下降程度呈正相关,而右侧没有这种相关性。这提示在AD及aMCI,左侧海马与丘脑的结构连接可影响功能连接。结论:AD及aMCI中的海马区域存在结构、结构连接与功能连接的改变,且与疾病严重程度有相关性,是潜在早期识别AD及aMCI的一个客观标记。多模态影像技术为深入阐述AD及aMCI中海马结构、结构连接与功能连接的变化规律提供了重要前提。