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背景：肌萎缩侧索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis, ALS)是一种同时累及上、下运动神经元的神经变性病,部分患者可存在运动系统外受累,其中以认知行为功能损害较为常见。目前对该亚型的诊断主要依赖于神经心理学评估,操作繁琐、耗时较长。影像学检查无创、高效、可动态观察活体组织,在相关研究中具有独特的优势。目的：利用核磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)技术,从结构和功能两方面探索ALS认知功能损害相关的特异性影像学改变以揭示其背后复杂的病生理机制,同时为MRI在ALS诊治中的临床应用提供有价值的参考。方法：招募16名ALS患者,根据认知功能是否受损分为两组(ALSi为认知受损组,ALSu为认知正常组),采集所有受试者的MRI常规结构像、静息态功能核磁共振成像(resting-state functional MRI, RS-fMRI)、弥散张量成像(diffusion tensor imaging, DTI)数据。(1)通过基于体素的形态学分析(voxel-based morphometry, VBM)、局部一致性(regional homogeneity, ReHo)、低频振幅(amplitude of low-frequency fluctuation, ALFF)、基于体素的分析(voxel-based analysis, VBA)、基于图谱的分析(atlas-based analysis, ABA)等方法对两组数据进行对比分析。(2)选择ReHo分析存在显著组间差异的感兴趣脑区(region of interest, ROI)作为种子点,进行功能连接性(functional connectivity, FC)分析。(3)对所有受试者的灰质密度图/ALFF图/szReHo图各体素与部分神经心理学评估项目的测试结果进行相关性分析。结果：(1)VBM分析显示,两组灰质与白质密度均未见显著差异；相关性分析显示,灰质密度与认知功能呈负相关。(2)ALFF分析显示,与ALSu组相比,ALSi组在双侧大脑及小脑广泛脑区均出现ALFF值的显著增加；受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线分析显示,以3.05为诊断阈值时其对ALS认知受损的诊断价值最高；相关性分析显示ALFF值亦与认知功能呈负相关。(3)ReHo分析显示,与ALSu组相比,ALSi组在不同脑区同时存在ReHo值的显著增加或减低；相关性分析结果亦与之类似。(4)FC分析显示,与ALSu组相比,ALSi组在大部分种子点上均出现与局部脑区功能连接的显著增强；找到重建默认模式网络(default mode network, DMN)的两个可能的种子点；成功验证了ReHo法的既定假设。(5)DTI分析显示,与ALSu组相比,ALSi组无论在灰质还是白质均表现出FA值的增加。结论：ALS可能是一种多系统受累的复杂疾病谱,ALS患者认知功能损害背后存在着极为复杂的结构与功能重塑,核磁共振成像在探索这些机制中具有不可替代的优势,可为进一步探讨其发病机制提供一定的依据。