一种活体无创检测人轻度认知功能障碍的方法
阅读说明：本技术 一种活体无创检测人轻度认知功能障碍的方法 (Method for in vivo noninvasive detection of mild cognitive dysfunction of human ) 是由 谢琦 陈惠娴 吴军 杜磊 谭智霖 廖炎辉 于 2020-05-12 设计创作，主要内容包括：本发明属于生物医学工程的技术领域,具体涉及一种活体无创检测人轻度认知功能障碍的方法,包括如下步骤：将被试者带入磁共振检查室,首先采用横断面T2WI及T2-FLAIR、矢状面3DT1WI序列扫描,再进行rs-fMRI序列扫描,最后将得到的扫描数据进行预处理及分析,得到ALFF值、ReHo值。利用静息态功能磁共振成像的低频振幅(ALFF)和局部一致性(ReHo)连个不同的量度指标从不同角度发现MCI患者大脑自发活动的异常,达到无创、在体检测人认知功能的目的,相比现有技术中所用的神经心理学量表的方法,结果较为客观,且可以实现在短期内复查,追踪临床治疗的效果及病人的预后情况。(The invention belongs to the technical field of biomedical engineering, and particularly relates to a method for detecting mild cognitive dysfunction in human in vivo in a non-invasive manner, which comprises the following steps: the testee is taken into a magnetic resonance examination room, firstly, a transverse section T2WI and T2_ FLAIR and a sagittal plane 3DT1WI sequence are adopted for scanning, then rs-fMRI sequence scanning is carried out, and finally, the obtained scanning data is preprocessed and analyzed to obtain an ALFF value and a ReHo value. The method utilizes the low-frequency Amplitude (ALFF) and the local consistency (ReHo) of the resting state functional magnetic resonance imaging and different measurement indexes to find the abnormality of the brain spontaneous activity of the MCI patient from different angles, achieves the purposes of noninvasive detection of the cognitive function of the human body, has objective results compared with the method of a neuropsychological scale used in the prior art, and can realize the rechecking in a short period, the tracking of the clinical treatment effect and the prognosis condition of the patient.)
技术领域
本发明属于生物医学工程的技术领域，具体涉及一种活体无创检测人轻度认知功能障碍的方法。
背景技术
轻度认知功能障碍(MCI)是阿尔茨海默病的前驱期，该人群日常生活能力正常，但是会存在记忆力或认知能力减退的情况，不加干预的情况下，将会发展为阿尔茨海默病，采取恰当的干预措施之后，MCI也可恢复到正常认知状态，目前对于MCI的检测主要依靠神经心理学量表、PET以及脑组织病理检查，量表包括有简易智能精神状态检查表(MMSE)、蒙特利尔认知评估量表(MoCA-B)等等。
而采用神经心理学量表检查存在主观因素，检查结果与被试者的教育程度、精神状态、心理状态及检查环境等等多种因素有关，特异性较差，存在一定的漏诊及误诊；目前大多数量表都是国外直接引进的而没有量表的中国常模，不一定适用于我国；且量表的检测无法了解疾病的病理生理过程，只能作为辅助诊断，另外，神经心理学量表因存在学习效应而不适合短期的随访复查，不能应用于临床的治疗效果评估。PET检查则由于无法避免的电离辐射以及高昂的检查费用而普及困难。而脑组织病理学检查则只能在人体死亡以后进行且无法发现早期病变，这对临床诊疗，患者生活改善，乃至整个社会的负担是没有实际的帮助的。
发明内容
为了克服现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种活体无创检测人轻度认知功能障碍的方法，
本发明的技术内容如下：
本发明提供了一种活体无创检测人轻度认知功能障碍的方法，包括如下步骤：
将被试者带入磁共振检查室，首先采用横断面T2WI及T2_FLAIR、矢状面3DT1WI序列扫描，再进行rs-fMRI序列扫描，最后将得到的扫描数据进行预处理及分析，得到ALFF值、ReHo值，所述ALFF是脑自发活动振幅水平的高低，ALFF值越高对信号的传递和处理的效率就越高；所述ReHo值增减，提示局部神经元自发性脑活动的同步性增减，ReHo的异常增加或减少反映了相应脑区自发神经活动同步性的局部破坏，提示功能缺陷。
所述T2WI扫描包括，采用快速自旋回波扫描(TSE)，所述扫描参数包括：TR6000.0ms，TE 125.0ms，层数24，层厚5mm，层间距1mm，矩阵384×384，FOV 240×240mm，体素大小0.6×0.6×5.0mm3，激励次数1，翻转角90°，持续时间1min；
所述T2_FLAIR扫描包括采用带反转脉冲的快速自旋回波(TIR)，所述扫描参数包括TR 8500.0ms，TE 81.0ms，层数24，层厚5mm，层间距1mm，矩阵224×320，FOV 240×240mm，体素大小0.7×0.8×5.0mm3，激励次数1，翻转角150°，持续时间1min 59s；
所述矢状位3DT1WI的高分辨结构像的扫描参数包括TR 2530.0ms，TE 2.96ms，层厚1.00mm，层间距0.5mm，矩阵256×256，FOV 256×256mm，体素大小1×1×1mm3，激励次数1，翻转角9°，持续时间4min 30s；
所述功能像EPI_BOLD扫描参数包括TR 2000ms，TE 30.0ms，层厚3.5mm，层间距0.91mm，矩阵64×64，FOV 224×224mm，体素大小3.5×3.5×3.5mm3，翻转角90°，采集次数240，持续时间8min 06s；
所述扫描数据的预处理及分析包括，使用基于统计参数图12(StatisticalParametric Mapping，SPM 12)软件包对所有磁共振扫描成像数据进行预处理，得出每个被试者的ALFF、ReHo参数；
之后采用DPABI14.0软件包中的统计学工具，对两组被试者之间的ALFF值、ReHo值进行两独立样本t检验，同时以头动参数、年龄、受教育程度及性别为协变量进行校正，结果采用Alphasim多重比较校正。
相比现有技术，本发明的有益效果如下：
本发明的一种活体无创检测人轻度认知功能障碍的方法，利用静息态功能磁共振成像的低频振幅(ALFF)和局部一致性(ReHo)连个不同的量度指标从不同角度发现MCI患者大脑自发活动的异常，达到无创、在体检测人认知功能的目的，相比现有技术中所用的神经心理学量表的方法，结果较为客观，且可以实现在短期内复查，追踪临床治疗的效果及病人的预后情况。
附图说明
图1MCI组、NC组间差异脑区的MRI断层图；
图2MCI组ReHo值高于NC组的脑区的MRI断层图。
具体实施方式
以下通过具体的实施案例以及附图说明对本发明作进一步详细的描述，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。
若无特殊说明，本发明的所有原料和试剂均为常规市场的原料、试剂。
实施例1
一种活体无创检测人轻度认知功能障碍的方法，包括如下步骤：
1)招募志愿者，按入组标准和排除标准纳入，根据被试者的MOCA-B量表检查结果分为MCI组及健康对照(NC)组(各30例，共60例)；
将被试者带入磁共振检查室，首先采用横断面T2WI及T2_FLAIR、矢状面3DT1WI序列扫描，再进行rs-fMRI序列扫描，最后将得到的扫描数据进行预处理及分析，得到ALFF值、ReHo值；
所述T2WI扫描包括，采用快速自旋回波扫描(TSE)，所述扫描参数包括：TR6000.0ms，TE 125.0ms，层数24，层厚5mm，层间距1mm，矩阵384×384，FOV 240×240mm，体素大小0.6×0.6×5.0mm3，激励次数1，翻转角90°，持续时间1min；
所述T2_FLAIR扫描包括采用带反转脉冲的快速自旋回波(TIR)，所述扫描参数包括TR 8500.0ms，TE 81.0ms，层数24，层厚5mm，层间距1mm，矩阵224×320，FOV 240×240mm，体素大小0.7×0.8×5.0mm3，激励次数1，翻转角150°，持续时间1min 59s；
所述矢状位3DT1WI的高分辨结构像的扫描参数包括TR 2530.0ms，TE 2.96ms，层厚1.00mm，层间距0.5mm，矩阵256×256，FOV 256×256mm，体素大小1×1×1mm3，激励次数1，翻转角9°，持续时间4min 30s；
所述功能像EPI_BOLD扫描参数包括TR 2000ms，TE 30.0ms，层厚3.5mm，层间距0.91mm，矩阵64×64，FOV 224×224mm，体素大小3.5×3.5×3.5mm3，翻转角90°，采集次数240，持续时间8min06s；
2)所述扫描数据的预处理及分析包括，使用基于统计参数图12(StatisticalParametric Mapping，SPM 12)软件包对所有磁共振扫描成像数据进行预处理，得出每个被试者的ALFF、ReHo参数，得到的数据如表1、表2所示；
表1 MCI组和NC组ALFF值组间差异脑区
注：BA：Brodmann分区；MNI：蒙特利尔神经学研究所；K1、K2分别代表cluster 1、cluster 2；Peak点指的是t值最大的点，也即最强活跃点。
表2 NC组和MCI组ReHo值组间差异脑区
注：BA：Brodmann分区；MNI：蒙特利尔神经学研究所；K1、K2分别代表cluster 1、cluster 2；Peak点指的是t值最大的点，也即最强活跃点。
3)之后采用DPABI14.0软件包中的统计学工具，对两组被试者之间的ALFF值、ReHo值进行两独立样本t检验，同时以头动参数、年龄、受教育程度及性别为协变量进行校正，结果采用Alphasim多重比较校正。
结果显示如图1所示，相比NC组，MCI组ALFF值增高的脑区主要位于左侧豆状核、丘脑并部分延伸至左侧内囊后肢，BA分区主要位于BA 48，部分位于BA 37；ALFF值减低的脑区主要位于左侧背外侧额上回，部分延伸至额中回，BA分区主要位于BA10，部分位于BA 46、BA9；
综上所述，MCI患者的ALFF改变主要表现在背外侧前额叶皮层(The dorsolateralprefrontal cortex，DLPFC)与皮层-纹状体-丘脑-皮层(cortico-striato-thalamo-cortical，CSTC)环路所构成的认知功能环路；
由图2所示，相比NC组，MCI组ReHo值升高有两个簇(cluster，K)，第1个K脑区主要位于左侧罗兰迪克盖(Rolandic Operculum)、左侧额下回岛盖部并部分延伸至左侧中央前回，BA分区主要位于BA48，部分位于BA44；第2个K脑区主要位于左侧中央前回及额中回，BA分区为BA6；差异具有统计学意义(P＜0.05，Alphasim校正)；
综上所述，静息态状态下，MCI的被试相比NC组而言，左侧罗兰迪克岛盖、左侧额下回岛盖部、左侧中央前回、左侧额中回等包括额顶网络在内的语言相关脑区及工作记忆脑区的ReHo值增加，提示局部神经元自发性脑活动的同步性增加。
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