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磁共振成像2026年第03期:基于图论与独立成分分析的卵圆孔未闭患者脑功能变化研究

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作者:崔凯歌;刘丽莹;翟钰;贾娟;于佳琪;杨冀萍;

单位:河北医科大学第二医院医学影像科;首都医科大学附属北京胸科医院影像科;

摘要:目的 利用功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)探究在结构性病变发生前卵圆孔未闭(patent foramen ovale, PFO)导致脑功能网络的异常变化以及封堵术前后脑功能网络的改变。材料与方法 本研究为前瞻性研究,选取2023年10月至2024年10月就诊于河北医科大学第二医院符合条件的拟行介入封堵术的PFO患者77例,同期从社区招募年龄、性别相匹配的健康对照者(healthy controls, HC)42例,分别为PFO组与HC组,对其进行fMRI检查。封堵术后6个月复查,收集到术后患者24例,命名为术后组,其术前基线资料为术前组。使用SPSS 25.0软件对两组受试者的性别、年龄及量表评分数据进行分析。利用图论方法,基于MATLAB R2013b中的GRETNA软件包构建两组受试者的全脑静息态网络(resting-state networks, RSNs)并进行脑网络分析,分别对两组结果进行独立样本t检验,术前术后数据进行配对样本t检验。运用独立成分分析(independent component analysis, ICA)来计算全脑静息态功能网络连接(static functional network connectivity,sFNC)。结果 PFO组与HC组受试者的性别、年龄差异无统计学意义(P>0.05)。PFO组认知评估量表(Montreal Cognitive Assessment, MoCA)评分低于HC组,视觉症状与生活质量问卷(Visual Symptoms and Quality of Life Questionnaire, VSQ)评分高于HC组,差异均有统计学意义(P<0.05)。PFO组小世界网络特征性参数中小世界属性(small worldness,σ)和标准化聚类系数(normalized clustering coefficient, γ)高于HC组,而标准化特征路径长度(normalized characteristic path length,λ)、聚类系数(clustering coefficient, Cp)及特征路径长度(characteristic path length, Lp)低于HC组,差异均有统计学意义(P<0.05)。PFO组全局效率(global efficiency, E_(glob))高于HC组,差异有统计学意义(P<0.05);PFO组与HC组局部效率(local efficiency,E_(loc))差异无统计学意义(P>0.05)。PFO组与HC组相比,左侧额顶网络(left fronto-parietal networks, LFPN)与感觉运动网络(sensory-motor network, SMN)、LFPN与背侧注意网络(dorsal attention network, DAN)间的sFNC增强,SMN与视觉网络(visual network, VN)、DAN与SMN及DAN与默认模式网络(default mode network, DMN)间的sFNC减弱(P<0.05)。PFO组与术后组受试者的性别、年龄差异无统计学意义(P>0.05)。术前组与术后组的认知评估差异无统计学意义(P>0.05)。术后组的疼痛视觉模拟评分(Visual Analogue Scale, VAS)较术前组降低,术后组的VSQ评分较术前组降低,差异均有统计学意义(P<0.05)。术前组与术后组脑网络属性参数值差异无统计学意义(P>0.05),而术后组DAN-VN的sFNC较术前组增强,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 PFO患者脑网络特征值的改变提示脑网络的稳定性受损,脑网络动态调节代偿性通信效率增高;PFO患者脑网络的功能连接发生了改变,可能与认知、视觉异常或头痛症状的发生有关。封堵术后6个月PFO患者部分脑网络间的sFNC增强可能与PFO患者治疗后部分脑网络功能修复有关。

关键词:卵圆孔未闭;;封堵术;;磁共振成像;;脑网络;;脑功能

基金资助:河北省重点研发计划项目(编号:21377784D);; 河北省医学科学研究重点课题计划(编号:20230066);; 河北省2023年政府资助临床优秀医学人才培养项目(编号:ZF2023149)~~