靜息態(tài)fMRI顯示DMD腦異常功能區(qū)及其與認(rèn)知障礙的相關(guān)關(guān)系.pdf

1、目的:杜興型肌營養(yǎng)不良癥(Duchenne muscular dystrophy,DMD)是一組X染色體連鎖隱性遺傳病,患病率為活產(chǎn)男嬰的1/3500,是人類第二常見隱性遺傳病。此疾病主要表現(xiàn)是兒童期起病的進(jìn)行性肌無力、肌萎縮,并且常伴有認(rèn)知障礙等中樞神經(jīng)系統(tǒng)合并癥。DMD是抗肌萎縮基因(dystrophin gene)突變的結(jié)果,導(dǎo)致其表達(dá)的抗肌萎縮蛋白異常?？辜∥s蛋白在許多組織中有表達(dá),主要位于骨骼肌肌纖維膜的內(nèi)表面,在中樞神經(jīng)系

2、統(tǒng)如大腦皮層的錐狀神經(jīng)元、海馬及小腦的Purkinje細(xì)胞有表達(dá)。而關(guān)于mdx模型(缺乏dystrophin或dystrophin處于非功能狀態(tài)的小鼠模型)的皮質(zhì)脊髓系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)研究顯示感覺運(yùn)動(dòng)皮層的神經(jīng)元數(shù)量和密度均少于對(duì)照組。迄今為止,很少有關(guān)于DMD患者的大腦的影像學(xué)研究,先前的DMD患者及mdx模型的頭顱MRI研究肉眼未見明顯的大腦結(jié)構(gòu)異常。關(guān)于10例DMD患兒及17例成人對(duì)照組的PET研究顯示右側(cè)感覺運(yùn)動(dòng)皮層葡萄糖代謝減低。

3、經(jīng)顱磁刺激研究顯示,DMD患者左側(cè)運(yùn)動(dòng)皮層的興奮性減低。與PET相比,功能磁共振(fMRI)對(duì)身體無放射性更適用于兒童研究。靜息態(tài)fMRI的低頻振蕩信號(hào)能夠反映出大腦的自發(fā)性活動(dòng)。靜息態(tài)fMRI不需要任何認(rèn)知任務(wù)在兒童研究中很容易實(shí)現(xiàn)。本研究主要應(yīng)用靜息fMRI技術(shù)局部一致性分析方法分析DMD患者的顱內(nèi)低頻振蕩信號(hào)以及其是否與認(rèn)知之間存在相關(guān)關(guān)系。
　　 方法:采用德國西門子1.5T MRI掃描機(jī)采集了28例DMD患兒(5.2～

4、13.9歲)及34例相應(yīng)年齡正常對(duì)照組(5.2～14.2歲)頭顱靜息fMRI的BOLD數(shù)據(jù),掃描參數(shù)為TR/TE2000/40ms,共20層,軸面,層厚5.0mm,層間距1.0mm,FOV220mm×220mm,翻轉(zhuǎn)角90°,矩陣64×64,掃描時(shí)間390s(195個(gè)時(shí)間點(diǎn))。然后用SPM5(Statistical ParametricMapping,http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理

5、,包括層面時(shí)間校正,頭動(dòng)校正,空間標(biāo)準(zhǔn)化(最小體素大小為3mm×3mm×3mm)。選擇頭動(dòng)參數(shù)平動(dòng)小于2mm,旋動(dòng)小于2度的研究對(duì)象繼續(xù)分析。用靜息態(tài)fMRI軟件包進(jìn)行去線型趨勢和低通濾波后,對(duì)預(yù)處理后數(shù)據(jù)計(jì)算全腦ReHo值,每個(gè)個(gè)體體素ReHo值除以個(gè)體大腦腦內(nèi)均值得到ReHo圖,然后進(jìn)行高斯核(Gaussian kernel)的全寬半高(FWHM)為8mm的空間平滑以減低空間噪聲。做雙樣本t檢驗(yàn)比較兩組腦內(nèi)ReHo的差異,然后做校正

6、來去除假陽性結(jié)果;最后將DMD患者ReHo減低的區(qū)域與智商之間做相關(guān)。
　　 結(jié)果:結(jié)果顯示23例DMD患者(8.4±2.1歲)與23例正常對(duì)照組(8.3±2.1歲)相比,進(jìn)行兩樣本t檢驗(yàn)結(jié)果顯示,在多重比較校正前雙側(cè)感覺運(yùn)動(dòng)皮層、雙側(cè)額中回、雙側(cè)顳中回、雙側(cè)顳下回、扣帶前后回、雙側(cè)角回、雙側(cè)尾狀核頭、右側(cè)海馬以及小腦內(nèi)部的低頻振蕩信號(hào)的局部一致性活較對(duì)照組減低;在p＜0.05,t＞2.011,最小體積大于1971mm3校正后顯

7、示右側(cè)額中回、右側(cè)顳中回內(nèi)部的低頻振蕩信號(hào)的局部一致性活動(dòng)減低。相關(guān)分析結(jié)果顯示DMD患兒右側(cè)額中回ReHo值降低的腦區(qū)與操作智商中的填圖存在相關(guān)關(guān)系(p=0.012 r=0.579),DMD患兒右側(cè)顳中回ReHo值降低的腦區(qū)與語言智商中的知識(shí)及算術(shù)存在相關(guān)關(guān)系(p=0.047r=0.353 p=0.035 r=0.499)。
　　 結(jié)論:本研究將fMRI應(yīng)用于DMD研究,分析靜息狀態(tài)下DMD患兒的腦內(nèi)自發(fā)低頻振蕩信號(hào)特點(diǎn)。校正