脑与神经疾病杂志vbm

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1、基于体素的形态测量学在MCI和AD中的应用秦锦标杨明华基于体素的形态测量学(voxel-basedmorphometry，VBM)是一种基于体素对脑结构磁共振图象自动、全面、客观的分析技术，可以在活体脑进行精确的形态学测量和功能的研究，是评价脑部灰、白质病变的一种新的方法[1]。该方法目前受到众多学者的关注，并且得到了广泛的应用。本文对VBM在轻度认知功能障碍（mildcognitiveimpairment，MCI）和阿尔茨海默病（Alzheimer'sdisease，AD）中的应用综述如下。1VBM概述1.1VBM概念的

2、提出早期研究脑结构的方法是体积测量法，这种方法容易受研究者个体差异的影响，而且无法提供某些局部脑区微小变化的详细的空间特征，故存在着很大的局限性。伴随着磁共振成像（MRI）技术以及神经解剖学计算机图象处理技术巨大发展，Wright等[2]首先提出了基于体素对脑结构磁共振图象分析的初步思想，描述了一种能在MRI上发现脑灰质和白质差异的新技术。Ashburner和Friston[3]则在2000年正式提出了VBM方法。VBM方法是一种以体素为单位的形态测量学方法，可以定量检测出脑组织成分的浓度和体积，从而能够检测出局部脑区的特

3、征和脑组织成分的差异。1.2VBM的基本原理VBM方法是基于体素的分析，首先需要把被研究的所有个体的脑MRI梯度回波T1加权像在空间上标准化到一个完全相同的立体空间中，然后对该高分辨力、高清晰度、高灰白质对比的脑结构图象进行解剖分割，得到灰质、白质和脑脊液，利用参数统计检验对分割的脑组织成分逐个进行体素组间比较分析，定量测出脑灰质和白质的浓度和体积，从而量化分析脑形态学上的异常[4]。具体过程包括空间标准化、脑组织的分割、平滑、统计建模和假设检验。1.3VBM的优缺点VBM可以对全脑进行测定和比较，直接对原始数据进行统计分

4、析，无需对感兴趣区的先验假设，而且可以定量地检测出脑组织的密度差异，同时它不受研究人员的主观影响，因此具有自动性、全面性、客观性和可重复性。VBM方法的应用也存在着一定的局限性。基于体素的统计分析以空间标准化为前提，某些局部区域和模板的匹配不准确会导致统计结果中出现组间系统性的脑区形态差异[5]。而且VBM难于检测到脑的一些微小复杂结构的差异，如海马区[6]。作者单位：210048江苏省南京江北人民医院神经内科2VBM在MCI中的应用2.1VBM在MCI向AD转化中的应用有研究表明，MCI患者与正常人群相比，痴呆转化率增加

5、[7]。然而，没有特定的方法能预测哪些MCI患者能发展为痴呆。Susanna等（[8]对56例MCI患者和22例正常对照组人群进行随访研究，应用VBM检测大脑灰质的萎缩。结果发现：在随访过程中，有13例发展为AD；与正常对照组相比，MCI患者颞叶中部、颞顶叶和额叶皮层的灰质密度降低；进展型MCI患者与稳定型MCI患者相比，左侧颞顶叶、扣带后回和双侧楔前叶灰质萎缩，同时海马也有萎缩趋势。Chételat等[9]研究显示扣带后回、顶叶皮层、楔前叶萎缩的MCI患者会进展为AD。Lustig等[10]通过功能MRI研究发现，AD患

6、者在执行记忆任务时扣带后回有持续的增强。而Whitwell等[11]应用VBM进行纵向前瞻性研究表明，MCI和AD患者均未发现扣带后回的结构改变。得出不同结论可能的原因是，Shiino等[12]研究显示扣带后回和楔前叶的萎缩程度与首发认知损害的年龄有关，在65岁以前不会或很少受累，同时扣带后回的萎缩也见于正常的老年人。Whitwell等[11]研究显示，随着MCI患者病情的进展，海马进行性的萎缩，在MCI阶段只出现海马头部萎缩，MCI患者转为AD时海马尾部也开始萎缩。Jack等[13]研究显示，AD患者的海马头部要比海马体

7、和尾部萎缩明显。上述研究结果提示，海马头部要比尾部对退行性改变更加敏感。综上所述，在MCI阶段若出现扣带后回、海马体尾部、颞顶叶、楔前叶等部位皮层萎缩，提示该MCI患者易转化为AD。因此，应用VBM可以早期预测哪些MCI患者能向AD转化，早期进行干预，从而降低AD的发生率，改善预后，提高患者生活质量。2.2VBM在MCI患者亚型中应用神经心理学研究结果表明，可以将MCI分为两种亚型，即遗忘型MCI（MCI-amnestic，MCI-A）和混合型MCI（MCI-multiplecognitivedomain，MCI-MCD）

8、。MCI-A是指仅有记忆功能损害的MCI患者。MCI-MCD是指除记忆功能损害外，还有多项认知功能减退的MCI患者。遗忘型MCI和混合型MCI是否存在脑形态学的差异？Sandra等[14]应用VBM对MCI亚型的研究给了我们一定的提示。该研究者对9例MCI-A，2例MCI-MCD和47例正常对照组人群平