摘要
采用静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)、弥散张量成像(DTI)结合脑网络组图谱(BN)分析亚急性期右侧皮质下脑卒中患者(RSSP)和LSSP(左侧皮质下脑卒中患者)的脑功能网络和白质结构网络拓扑属性的异常,探讨不同半球皮质下脑卒中患者神经功能损伤的脑网络机制。
基于rs-fMRI、DTI数据和具有246个脑区的BN脑图谱分别构建所有受试者246 x 246的功能连接(FC)矩阵和分数各向异性(FA)矩阵,然后结合图论分析方法探究RSSP组、LSSP组的脑功能网络和白质结构网络拓扑属性的变化,采用相关性分析方法分别评估两组患者异常的脑网络拓扑属性是否与临床变量相关。
1.全局属性分析:RSSP组、LSSP和HC组的脑功能网络和白质结构网络均显示小世界性。与HC组相比,两组患者脑功能网络的小世界系数均降低,此外,LSSP组脑功能网络的全局效率降低,聚类系数增加。两组患者的脑白质结构网络除小世界系数降低外,其他全局属性无显著改变。2.节点属性分析:(1)脑功能网络节点属性:与HC组相比,RSSP组双侧额中回、左侧海马、左侧丘脑的度中心性(DC)增加,而右侧颞上回、右侧中央后回和右侧岛叶的DC降低。RSSP组左侧海马旁回、左侧海马和左侧丘脑的节点效率(Ne)增加,而右侧颞上回、右侧中央后回、右侧岛叶的Ne均降低。LSSP组脑功能网络仅显示左侧岛叶的Ne降低。(2)脑白质结构网络节点属性:与HC组相比,RSSP组双侧楔前叶、双侧扣带回、右侧额上回、左侧眶回、左侧旁中央小叶、左侧颞中回、左侧丘脑的DC增加,而右侧额中回、右侧额下回、右侧顶下小叶的DC降低。RSSP组右侧顶下小叶和右侧中央后回的Ne降低。LSSP组双侧楔前叶、双侧扣带回、右侧额上回、右侧基底节的DC增加,而右侧额下回、左侧顶下小叶和左侧岛叶的DC降低。此外,LSSP组左侧顶下小叶的Ne降低。RSSP组和LSSP组DC改变的脑区存在重叠,包括双侧楔前叶、双侧扣带回、右侧额上回、右侧额下回。3.相关分析:(1)RSSP组:RSSP组脑功能网络改变的拓扑属性中,右侧额中回的DC与MoCA-BC评分负相关,右侧岛叶的DC与MBI评分正相关,左侧海马旁回的Ne与NIHSS评分正相关,而与MoCA-BC、FMA-UE、FMA-LE和MBI评分负相关。RSSP组脑白质结构网络的改变拓扑属性中,右侧额下回的DC与FMA-UE评分正相关,右侧扣带回的DC与FMA-UE评分负相关,右侧顶下小叶的Ne与NIHSS评分负相关,而与MoCA-BC评分正相关。(2)LSSP组:LSSP组脑功能网络改变的拓扑属性中,Eg与NIHSS评分负相关,而与FMA-UE和FMA-LE评分正相关。LSSP组脑白质结构网络的改变拓扑属性中,右侧额下回的DC与NIHSS评分负相关。
1.亚急性期RSSP的脑功能网络主要表现为额中回、岛叶、海马旁回等与高级认知、情绪、运动功能相关的脑区节点属性异常,可能是RSSP神经功能损伤与代偿的脑网络机制。脑功能网络全局属性的变化可能是LSSP神经功能损伤的脑网络机制,不同半球皮质下脑卒中对脑功能网络的具有特征性影响。
2.亚急性期RSSP和LSSP的脑白质结构网络均表现为额上回、额下回、楔前叶、顶下小叶和扣带回等与高级认知、情绪和运动功能相关脑区的节点属性异常,可能是皮质下脑卒中患者神经功能损伤与代偿脑网络机制。不同半球皮质下脑卒中患者的脑白质结构网络节点属性存在共同的变化特征。
