基于多模态磁共振成像探讨阿尔茨海默症和轻度认知障碍的功能-结构共变模式

摘要

目的：探究阿尔茨海默症（AD）和轻度认知障碍（MCI）的功能-结构共变模式及其与认知功能和日常生活活动能力的关系。方法：收集31名AD组患者、48名MCI组患者及34名健康对照者（HC）的静息态功能磁共振成像、T1加权结构像和弥散张量成像数据。利用多模态融合分析（threeway pGICA），识别静息态功能时序数据、灰质密度图和各向异性分数图（FA）的共变模式并比较组间差异，进一步分析与蒙特利尔认知评估基础量表（MoCA＿B）和日常生活活动能力（ADL）的相关性。结果：AD和MCI的功能-结构共变模式表现为：左侧后突显网络和右侧默认模式网络之间负功能连接增强、双侧背外侧前额叶灰质密度下降及左侧上放射冠FA值降低（相关性P<0.001,FDR校正）。与HC组相比，AD组的共变模式均显著异常（P<0.01,FDR校正）；MCI组仅双侧背外侧前额叶灰质密度显著下降（P<0.05,FDR校正）。与MCI组相比，AD组左侧上放射冠的FA值显著降低（P<0.05,FDR校正）。反映共变程度的载荷因子与MoCA＿B评分无显著相关，与ADL评分显著相关（P<0.05,FDR校正）。结论：AD和MCI的功能-结构共变模式与患者日常生活活动能力下降具有一致性。多模态融合分析方法为理解MCI和AD共变演进的脑损伤机制提供了一种新途径。

关键词

阿尔茨海默症 / 轻度认知障碍 / 共变模式 / 多模态融合 / 磁共振成像

基金资助

国家自然科学基金（32271096）; 上海市卫健委新兴交叉领域研究专项（2022JC018）; 上海市科委科技创新行动计划（22Y11903500）; 上海市申康医院发展中心临床科技创新新兴前沿项目（SHDC12021110）