基于弥散张量成像的帕金森病伴轻度认知功功能障碍患者能大障脑碍白质网络研究

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1、硕士学位论文基于弥散张量成像的帕金森病伴轻度认知功能障碍功能障碍患者大脑白质网络研究作者姓名梅明金学科专业生物医学工程指导教师王丽娟教授熊冬生副教授所在学院医学院论文提交日期2018年5月BrainwhitematternetworkstudyofpatientsinParkinson’sdiseasewithcognitiveimpairmentbaseddiffusiontensorADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：MeiMingjinSupervisor：Prof.WangLijuanProf.XiongDong

2、shengSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：R318学校代号：10561学号：201520139199华南理工大学硕士学位论文基于弥散张量成像的帕金森病伴轻度认知功能障碍患者大脑白质网络研究作者姓名：梅明金指导教师姓名、职称：王丽娟教授熊冬生副教授申请学位级别：硕士学位学科专业名称：生物医学工程专业研究方向：生物医学电子与仪器论文提交日期：2018年5月11日论文答辩日期：2018年5月30日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：冯前进委员：陈超敏阳维温志波贺前华摘要背景和目的：轻度认知功能

3、障碍（MCI）在非痴呆帕金森病（PD-ND）患者中普遍存在，之前有研究证明其与脑白质受损有密切关系，但是具体生理机制不明确。本研究是基于弥散张量成像（DTI）技术和复杂网络理论探讨PD-MCI的生理机制，并为其早期诊断提供客观依据。方法：采集71例PD-ND患者以及31名健康被试者的神经评估量表、T1加权图像（T1WI）和DTI。根据相关的认知评估量表将PD-ND患者分为43例PD伴认知正常（PD-NC）患者和28例PD-MCI患者。然后利用T1WI和DTI，分别构建所有被试者的个体大脑白质网络。最后采用SPSS软件分析三组人群网络的全局属性（包括聚类系数、局部效率、全局效率、最短路径长

4、度和“小世界”属性）、核心节点分布、节点效率以及节点效率与PD-ND患者认知评分的相关性，利用基于网络统计学（NBS）方法分析PD-NC与PD-MCI两组人群网络的差异连接。结果：（1）三组人群大脑白质网络的聚类系数和局部效率没有明显统计学差异，但最短路径长度和全局效率均存在统计学差异，并且PD-MCI组的大脑白质网络较HCs组，最短路径长度显著性增加、全局效率显著性减小。另外，三组人群的大脑白质网络均呈现出“小世界”属性，且相对于HCs组，PD-MCI组“小世界”属性显著性增加；（2）三组人群大脑白质网络的的核心节点分布基本上一致，主要分布于边缘系统（左右侧扣带回、岛叶、左侧海马）、中

5、央后回、枕中回、楔前叶、壳核、尾状核。相对于HCs组，PD-NC组和PD-MCI组大脑白质网络缺少了核心节点左侧海马，但却增加了核心节点右侧角回；相对于HCs组和PD-NC组，PD-MCI组人群的白质网络增加了左右侧中央前回两个核心节点；（3）三组人群的大脑白质网络的节点效率有明显的组间差异。与HCs组相比，PD-NC组和PD-MCI两组节点效率显著性减少的脑区主要分布于海马、海马旁回、扣带回、颞叶、梭状回、杏仁核等脑区；与PD-NC组相比，PD-MCI组被试者大脑白质网络左侧眶内侧额上回的节点效率显著性减少。另外发现网络的许多节点效率与整体认知功能、注意力及工作记忆力、记忆力和语言的评

6、分呈现显著性相关，尤其是眶额部与多个认知领域评分显著性相关。（4）与PD-NC组相比，PD-MCI组人群多个脑区之间的白质纤维连接存在异常，其中有两个重要的以眶额回为核心的差异连接网络，涉及了边缘系统、基底核以及运动感觉区等。结论：研究结果表明PD-MCI与脑区之间的白质纤维受损有密切关系，主要在边缘I系统，尤其是眶额回与其他脑区连接的白质纤维的受损，眶额回的网络拓扑属性也许可以作为早期诊断PD认知功能障碍的潜在影像标记物。关键词：帕金森病；轻度认知功能障碍；弥散张量成像；大脑网络IIABSTRACTBackgroundandObjectives:Mildcognitiveimpairm

7、ent(MCI)iscommoninParkinson'sdiseasewithnon-demmentia(PD-ND).Previousstudieshaveshownthatitiscloselyrelatedtothedamageofbrainwhitematter,butthespecificphysiologicalmechanismisnotclear.Thestudyisbasedontechnologyofdiffu