Alzheimers Res Ther:阿尔茨海默病中通过ASL-MRI测量的灌注模式的识别及其与认知的相关性

文摘   2024-09-15 22:09   上海  

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文献导读

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要点

本研究通过动脉自旋标记磁共振成像(ASL MRI)技术,识别并分析了与阿尔茨海默病(AD)相关的脑部灌注模式(ADRP)。研究发现ADRP在AD患者中呈现特定的空间分布特征,且与患者的认知功能损伤存在显著相关性


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主要研究方法

研究团队采用了多变量空间协方差分析方法,基于缩放子模型/主成分分析(SSM/PCA),从55位轻度至中度AD患者和46位正常对照(NCs)的多模态MRI数据中,建立了ADRP。通过识别队列中的32位AD患者和32位NCs,量化了ADRP在个体受试者中的表达,并在验证队列中进一步测试了这一模式的表达。


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研究意义

这项研究的意义在于为AD的诊断提供了一种新的神经影像学工具。ADRP的识别有助于医生更早地识别疾病,并且能够对病情的严重程度进行客观评估。


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创新点

本研究的创新之处在于利用ASL MRI技术,不仅识别了AD的特定灌注模式,还揭示了这一模式与认知功能下降之间的直接联系。此外,研究中使用的SSM/PCA方法,能够全面分析脑部灌注数据的空间协方差,这种方法在AD研究中尚属首次,为理解AD的神经病理机制提供了新的视角。



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文献精读


阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)是一种进行性神经退行性疾病,其早期诊断和治疗对改善患者生活质量至关重要。近年来,随着医学影像技术的发展,尤其是动脉自旋标记磁共振成像(Arterial Spin Labeling, ASL-MRI)技术,为研究AD的脑血流变化提供了一种无创性手段。


本文旨在通过ASL-MRI技术,识别AD患者特有的脑部灌注模式(Alzheimer's disease-related perfusion pattern, ADRP),并探讨该模式与认知功能之间的相关性。


AD的病理特征主要涉及淀粉样蛋白(Amyloid-β, Aβ)和tau蛋白的异常堆积,然而,血管功能障碍,包括脑血流量减少,在AD的发病机制中也扮演着重要角色。传统的基于Aβ和tau的生物标志物虽然提高了AD的诊断效率,但存在局限性,如脑脊液检测的侵入性和正电子发射断层扫描(PET)的可获得性限制。因此,探究新的生物标志物具有重要的临床意义。


本研究共纳入了55位轻度至中度AD患者和46位正常对照者。所有参与者均接受了伪连续ASL(pCASL)MRI扫描和神经心理学测试。研究者使用SSM/PCA技术分析了MRI数据,建立了ADRP,并通过量化个体受试者的ADRP表达分数,评估了其在AD诊断中的准确性以及与认知功能的相关性。


使用ASL MRI测量的阿尔茨海默病相关灌注模式(ADRP)的区域地形图。ADRP是通过结合鉴定队列中AD患者和正常对照(NCs)的SSM/PCA的PC1和PC2来识别的。冷色调表示载荷减少的区域,而暖色调表示载荷增加的区域。该模式叠加在标准MRI大脑模板上,以显示基于自举算法在P < 0.001水平上可靠的体素。MCC指中部扣带皮层,PCC指后部扣带皮层。


ADRP的识别显示,在AD患者中,双侧中后扣带回、前扣带、楔前叶、下顶叶和额叶区域的灌注呈现负载荷,而右侧小脑和双侧基底节区域则呈现正载荷。ADRP表达分数在AD患者中显著升高,并在识别队列和验证队列中均显示出良好的诊断准确性。此外,ADRP表达分数与AD患者的整体认知功能和各个认知领域的表现呈负相关。


本研究建立的ADRP与先前基于18F-氟脱氧葡萄糖(FDG)PET研究中发现的AD代谢模式具有一致性,表明ASL-MRI技术能够反映AD患者的脑部血流变化,并与认知功能下降相关联。与基于体素的单变量分析相比,SSM/PCA方法能够识别具有空间协方差的脑灌注模式,这可能为AD的早期诊断和监测提供更为全面的生物标志物。


在未校正整体值的情况下,通过单变量分析得到的阿尔茨海默病(AD)患者区域性脑血流量(CBF)变化。冷色调表示与正常对照组(NCs)相比,AD患者的脑血流量减少区域。使用了3.23(P < 0.001,未校正)的阈值将统计参数映射(SPM)图叠加到标准MRI大脑模板上。PCC指后扣带皮层。


在鉴定队列中,阿尔茨海默病(AD)患者在全局值进行协方差分析(ANCOVA)标准化后的相对脑血流量(CBF)区域变化。冷色调表示与正常对照组(NCs)相比,AD患者的相对CBF减少区域;暖色调表示AD患者的相对CBF增加区域。使用了3.23(P < 0.001,未校正)的阈值将统计参数映射(SPM)图叠加到标准MRI大脑模板上。MCC指中扣带皮层


结论部分指出,通过ASL-MRI技术识别的ADRP为AD的诊断和监测提供了一种新的MRI生物标志物。ADRP表达分数的量化有助于个体化评估AD患者的疾病状态,为未来的临床研究和实践提供了有价值的工具。



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