基于磁共振成像的正常人老化过程中脑萎缩模式的研究

admin · 发表于 2024-1-11 20:07:41

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脑老化是指在正常生命过程中脑生长、发育、成熟到衰老过程中的后一阶段，是一种正常生理现象即生物老化现象，会引起老年人认知、运动等功能的降低。研究脑老化的规律，进而开发对抗脑老化的措施，对于提高老年人的生活质量是非常重要的。脑萎缩是脑老化过程中重要的表现形式，已有一些研究采用基于体素的形态学分析方法和手工选取感兴趣区的方法评价脑老化过程中的脑萎缩模式。但是基于体素的形态学分析方法，在很大程度上依赖于配准方法的精度，手工选取感兴趣区的方法，一般只能针对特定区域进行研究，而且耗时耗力。本文基于标准的解剖图谱AAL(automated anatomical labeling)，采用非线性配准方法对全脑灰质脑区自动分割，然后分析这些脑区体积随年龄的变化规律。研究结果表明左上顶小叶、右尾状核、右上顶小叶、右颞上回、左颞上回等脑区随年龄有明显萎缩，而一些脑区则受年龄的影响较小。这些结果表明了在脑老化过程中，脑区灰质的萎缩具有异质性和非同步性的规律。本文采用两种非线性配准方法Normalize和DARTEL进行脑区的自动分割，对结果进行对比分析，Normalize方法发现77个脑区同年龄有显著的负相关关系，而用DARTEL方法发现全部90个脑区都同年龄有显著的负相关关系，这说明DARTEL方法在分析脑区随年龄的萎缩模式时更加敏感。对两种方法得到的结果，用配对t检验进行统计分析，发现多数脑区的体积有显著性差异，但对于年龄的相关性进行排序后，发现两种配准方法排在前面的脑区有很好的相似性，例如扣带回、脑岛和颞横回等脑区。这说明Normalize配准方法能够发现随年龄有明显萎缩的脑区。由于DARTEL方法比Normalize方法在非线性配准时具有更多的自由度，其计算速度远远大于Normalize方法，我们的对比分析可为实际应用时选择适当的非线性配准算法提供参考。另外，本文还对脑区的不对称性进行了分析，两种配准方法都发现大多数脑区体积具有显著的不对称性。Normalize方法检测到苍白球、额上眶回和楔前叶等24对脑区的不对称性随年龄有着显著的变化；而DARTEL检测到颞横回、额中眶回和顶下回等18对脑区灰质体积的不对称性随年龄有显著相关性。

基于磁共振成像的正常人老化过程中脑萎缩模式的研究

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