基于个体层面的皮质形态网络分析:为特发性正常压力脑积水(iNPH)的诊断与预后带来新曙光

【字体: 时间:2025年05月07日 来源:Fluids and Barriers of the CNS 5.9

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  为解决特发性正常压力脑积水(iNPH)病理机制不明、诊断困难及预后评估缺乏有效指标的问题,研究人员开展 iNPH 个体层面皮质形态网络模式研究。结果发现 iNPH 与 AD 网络拓扑不同,MIND 特征可辅助诊断和预测术后效果,为临床诊疗提供依据。

  在神秘的大脑世界里,有一种病症总是让医生们感到棘手,那就是特发性正常压力脑积水(iNPH)。这是一种常见于老年人的神经系统疾病,它如同隐藏在暗处的 “幽灵”,悄无声息地给患者带来认知衰退、步态障碍和尿失禁等问题 。更麻烦的是,iNPH 的症状与阿尔茨海默病(AD)等神经退行性疾病高度相似,就连经验丰富的神经放射科医生也难以仅凭借传统的 T1 加权磁共振成像(MRI)来准确区分,诊断准确率仅在 68% - 78% 之间。传统的结构 MRI 标记物,像不成比例扩大的蛛网膜下腔脑积水(DESH)、埃文斯指数(EI)和胼胝体角(CA)等,在早期诊断或存在共病的情况下,敏感性和特异性都十分有限。因此,寻找新的成像标记物,提高 iNPH 的诊断准确性和预后评估能力,成为了医学领域亟待攻克的难题。
为了揭开 iNPH 的神秘面纱,复旦大学附属华东医院的研究人员勇挑重担,开展了一项极具意义的研究。他们的研究成果发表在《Fluids and Barriers of the CNS》杂志上,为 iNPH 的诊疗带来了新的希望。

研究人员运用了多种关键技术方法。首先,精心选取了 56 例确诊的 iNPH 患者、50 例 AD 患者和 60 例健康对照(HC)。然后,采用形态计量逆散度(MIND)框架,结合皮质厚度、平均曲率、脑沟深度、表面积和皮质体积这五个关键皮质特征,构建出皮质形态相似性网络。接着,运用图论分析来量化网络的全局和节点属性,通过偏相关分析评估网络与认知功能(MMSE 评分)的关系。此外,借助 LASSO 正则化支持向量机(SVM)分类器来区分不同组别,并利用 LASSO 正则化支持向量回归(SVR)模型预测分流手术后的认知和步态改善情况。

下面来看看具体的研究结果:

  1. 研究人群特征:研究发现,三组人群在年龄、性别分布上存在显著差异,iNPH 组的 MMSE 评分明显低于 AD 组,且三组在心室扩张和区域脑体积的成像测量上存在部分重叠。
  2. MIND 网络的全局属性:所有参与者的 MIND 网络都呈现出小世界属性,但 iNPH 组和 AD 组的聚类系数(Cp)显著低于 HC 组,特征路径长度(Lp)更大,局部效率(Eloc)和全局效率(Eglob)也更低,表明这两组的大脑网络功能整合和分离能力减弱。
  3. MIND 网络的节点属性:iNPH 组在双侧尾状前扣带回、双侧扣带回峡部和双侧后扣带回区域的节点属性(度中心性、节点效率和 MIND 相似性)显著降低;而 AD 组的节点属性改变范围更广,涉及双侧梭状回、双侧岛叶等多个区域。
  4. 与认知障碍的相关性:在 iNPH 组中,20 个脑区节点的 MIND 相似性与 MMSE 评分显著相关,主要分布在视觉网络(VN)、腹侧注意网络(VAN)、躯体运动网络(SMN)和默认模式网络(DMN);AD 组中,14 个脑区节点的 MIND 相似性与 MMSE 评分相关,主要集中在 VAN、SMN 和 DMN。其中,VAN 中的左侧尾状前扣带回和 DMN 中的左侧颞上回在两组中都与 MMSE 评分呈显著正相关。
  5. 分类结果:综合心室扩张指标、标准化脑体积和区域 MINDs 特征的分类模型表现最佳,宏观平均准确率达到 87.00%,宏观 AUC 为 0.96。MINDs 特征的加入显著提升了模型对 AD 组的判别能力。
  6. 分流手术结果的预测:综合三个特征集的模型对认知功能改善(dMMSE)和步态功能改善(dTUG)的预测性能最佳,预测结果与实际术后评分高度相关(r = 0.941 和 r = 0.889)。

研究结论和讨论部分意义重大。通过构建个体层面的 MIND 网络,研究揭示了 iNPH 患者大脑形态的协调改变模式,凸显了其与 AD 在大脑结构变形上的异质性。这为区分 iNPH 和 AD 提供了新的潜在生物标志物,如双侧后扣带回、双侧外侧枕叶和颞上区域的形态变化。而且,MIND 网络在预测分流手术术后结果方面表现出色,这意味着它可以作为一种无创的术前评估工具,帮助医生筛选可能从分流手术中获益的患者,为制定更精准的治疗方案提供客观依据。不过,该研究也存在一定的局限性,比如是单中心研究,样本量相对较少,且未考虑糖尿病、高血压等潜在混杂因素。未来需要多中心、大样本的研究进一步验证和完善相关成果 。总之,这项研究为 iNPH 的诊疗开辟了新的方向,让我们在攻克这一难题的道路上迈出了重要一步。

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