利用非高碳酸血症静息态fMRI评估大脑中动脉狭窄时的脑血管反应性：一种潜在的血流动力学改变生物标志物

《BMC Medical Imaging》：Assessment of cerebrovascular reactivity in middle cerebral artery stenosis using non-hypercapnic resting-state fMRI: a potential biomarker for hemodynamic alterations

　　

摘要

背景

脑血管反应性是衡量脑血管储备能力的关键指标，对于评估脑血管病理生理状态具有重要意义。本研究采用静息态MRI技术，在非高碳酸血症条件下，检测单侧大脑中动脉狭窄或闭塞患者与健康对照组的脑血管反应性变化。

方法

研究共纳入41名单侧大脑中动脉狭窄或闭塞患者，以及50名在年龄、性别和教育程度上匹配的健康对照组。所有受试者均接受了静息态MRI检测及神经心理学评估。通过静息态fMRI的频段信号来计算脑血管反应性，再利用t检验确定具有差异的脑区。随后通过探索性种子型功能连接分析，进一步了解脑血管反应性异常脑区的神经网络特征。同时进行偏相关分析，探究这些差异脑区与神经心理学评估结果及临床指标之间的关联。最后运用接收者操作特征曲线，评估脑血管反应性相关指标在区分患者与对照组方面的效能。

结果

与健康对照组相比，大脑中动脉狭窄或闭塞患者的对侧小脑 Crus1区域的脑血管反应性升高，而同侧中央后回区域的局部脑血管反应性则降低。以对侧小脑Crus1作为研究区域时，可发现该患者的同侧额中回以及对侧楔前叶的功能连接强度增加。偏相关分析显示，同侧额中回的功能连接强度与焦虑评分呈正相关（r=0.404，95%置信区间：0.106，0.631，P=0.012，P-FDR=0.030）。若以同侧中央后回作为研究区域，则会发现该患者同侧中央后回、对侧中央前回以及同侧辅助运动区的功能连接强度显著降低。而对侧中央前回的功能连接强度也与焦虑评分呈正相关（r=0.436，95%置信区间：0.142，0.658，P=0.006，P-FDR=0.030）。ROC分析结果显示，基于小脑Crus1和中央后回的脑血管反应性指标具有较高的诊断准确性，其AUC值分别为0.809和0.787，二者结合后的整体AUC值为0.866。

结论

非高碳酸血症条件下的静息态MRI能够有效检测大脑中动脉狭窄或闭塞患者的脑血管反应性变化，可作为反映血流动力学改变的补充性生理生物标志物。