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[目的]本研究采用近年学科交叉研究热点的脑网络分析方法,将磁共振扩散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)技术与图论分析方法相结合,利用解剖学自动标记模板(Automated Anatomical Labeling,AAL)把大脑划分为90脑区定义为90个节点,边的权重(wij)定义为任意两个脑区间白质纤维束的纤维束数量(Fiber number,FN)与平均各项异性分数值(Fractional Anisotropy,FA)的乘积(wij=FNij × FAij),由此构建具有纤维束复合属性的加权脑结构网络(90X90)图论模型,检测和定量分析带状疮疹后遗神经痛(postherpetic neuralgia,PHN)脑结构网络拓扑属性改变特点,从一个全新的视角认识和探讨PHN中枢微观改变。[方法]分别采集15例带状疱疹后并发PHN患者和与之性别、年龄、受教育程度匹配的健康志愿者磁共振图像数据,包括全脑DTI和3D T1WI数据{采集数据当天同时采集所有被试者一般临床资料和PHN患者视觉模拟评分(visual analogue scale,VAS)、病程、部位等相关信息}。使用北京师范大学脑认知与学习国家重点实验室自行设计的DTI自动处理软件PANDA和基于Matlab软件开发的针对磁共振影像数据基于图论的复杂脑网络分析软件Gretna、NBS(Network-Based Statistic)对数据进行处理,利用解剖学自动标记模板把大脑划分为90脑区定于为90个节点,边的权重(wij)定义为任意两个脑区间白质纤维束的FN与FA值的乘积(wij = FNij × FAij),由此构建具有纤维束复合属性的加权脑结构网络(90X90)图论模型,以年龄、性别、受教育程度作为协变量,采用两独立样本t检验对两组被试脑结构网络模型各项拓扑属性特征进行差异性统计分析,包括小世界属性、网络全局效率及局部效率、节点效率。对两组网络属性改变与临床变量(VAS评分、病程)作偏相关分析,观察PHN患者网络属性异常改是否与临床变量存在显著相关性。[结果]1、PHN组和正常对照组(Normalcontrol,HC)的脑结构网络均具有明显的“小世界”属性(采用双样本t检验进行统计分析,经FDR校正,取P<0.05时,认为两组间差异有统计学意义)。2、PHN组和HC组的脑结构网络全局效率和局部效率差异均无统计学意义(P>0.05)。3、PHN组与HC组脑结构网络各脑区节点效率相比,PHN组局部脑区节点效率显著减低,包括左侧脑岛、左侧海马旁回、左侧豆状壳核、右侧眶部额中回、右侧眶部额下回、双侧直回、右侧枕下回(P<0.05)。4、与HC组相比,PHN组脑结构网络部分脑区间连接边的连接强度显著减低,分别位于左侧海马旁回-左侧舌回,左侧舌回-左侧直回,左侧直回-右侧前扣带回和扣带旁回,左侧直回-左侧眶内额上回,左侧眶内额上回-右侧尾状核,左侧眶内额上回-左侧豆状壳核,右侧尾状核-左侧丘脑,右侧尾状核-左侧背外侧额上回(P<0.05)。5、回归去除年龄、性别、受教育程度的影响后,相关性分析结果显示PHN患者脑结构网络局部脑区节点效率减低及部分脑区间的连接边强度减低均与VAS评分、病程之间无明显统计意义相关性(P>0.05)。[结论]1、PHN患者和正常对照者的脑结构网络均具有明显的“小世界”属性,再次证实了人脑具有经济-低能的“小世界”式信息处理模式,反映了人脑结构网络功能分化和整合之间的优化平衡。2、PHN患者和正常对照者的脑结构网络全局效率和局部效率无显著差异,说明PHN脑结构网络整体连接模式并未发生本质的改变。3、PHN患者脑结构网络左侧岛叶、左侧海马旁回、左侧豆状壳核、右侧眶部额中回、右侧眶部额下回、双侧直回及右侧枕下回多个脑区节点效率较HC组显著减低;且多个脑区间连接边的连接强度显著减低。这些脑区主要涉及感觉,记忆,情感和情绪过程,提示PHN疼痛的产生可能与不同脑区间结构连接失调有关,间接反映了PHN患者白质连接存在广泛的损伤。4、基于图论的脑结构网络研究方法可以全面、立体的检测和定量分析脑结构网络拓扑属性改变特点,为探索PHN的中枢机制、观察其脑网络结构的改变以及解释相应临床表现提供了一个全新的方向。