脑小血管病中姿势相关的局部一致性异常：一项多位置MRI研究

《CNS Neuroscience & Therapeutics》：Posture-Related Regional Homogeneity Abnormalities in Cerebral Small Vessel Disease: A Multi-Position MRI Study

　　

**摘要**

**引言**
脑小血管病（cerebral small vessel disease, CSVD）与静息态功能磁共振成像（resting-state functional magnetic resonance imaging, rs-fMRI）上的自发脑活动改变相关。然而，MRI研究通常忽略姿势变化的潜在影响。本研究旨在表征CSVD患者中与姿势相关的自发脑活动改变。

**材料与方法**
研究纳入41例CSVD患者和30名正常对照（normal controls, NCs），均接受多位置MRI检查，包括直立位和仰卧位rs-fMRI。计算低频振幅（amplitude of low-frequency fluctuations, ALFF）、分数低频振幅（fractional ALFF, fALFF）和局部一致性（regional homogeneity, ReHo），并计算仰卧位与直立位的差值（Δ）。采用混合设计方差分析评估组别、姿势及其交互效应，随后进行组内和组间差异分析，并开展认知相关分析。

**结果**
姿势对ReHo的主效应见于额叶、颞叶、顶叶皮层及深部灰质核团。在直立位下，CSVD患者右侧前扣带回的ReHo高于NCs，且该增高与更差的总体认知功能和更高的CSVD综合评分相关。CSVD患者还表现出广泛的姿势相关ReHo改变。回归分析显示，左侧海马的ΔReHo与记忆功能呈正相关，而右侧壳核和左侧距状皮层的ΔReHo与CSVD综合评分相关。

**结论**
直立位成像及直立-仰卧位的比较可能有助于揭示CSVD患者中潜在的、与姿势相关的ReHo异常。

**姿势相关局部一致性异常揭示脑小血管病的体位依赖性脑功能改变：基于多位置MRI的研究解读**

**一、研究背景与科学问题**

脑小血管病（cerebral small vessel disease, CSVD）是指累及脑内穿通小动脉、毛细血管和小静脉的一类病理改变，在MRI上表现为白质高信号（white matter hyperintensities, WMHs）、近期皮质下小梗死（recent subcortical small infarcts, RSSIs）、腔隙、扩大的血管周围间隙（enlarged perivascular spaces, EPVS）和脑微出血（cerebral microbleeds, CMBs）等影像标志物。CSVD是腔隙性卒中的首要病因，也是血管性认知障碍和痴呆的重要病理基础。静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）研究极大地推动了血管性认知障碍“网络解体”模型的发展，但既往研究几乎均在仰卧位下完成扫描，忽略了体位这一对脑功能组织具有显著调节作用的生理因素。直立姿势的维持需要多感觉整合和皮层控制，且健康老年人在直立位下即表现出额叶区域更多的脑电活动参与。然而，CSVD患者是否在直立位或体位转换过程中存在更为显著的脑功能调节异常，以及这种异常与认知损害和脑血流动力学改变的关系如何，目前尚不清楚。据此，研究人员利用可实现180°磁体旋转的多位置无氦1.5 T MRI系统，同时采集直立位与仰卧位rs-fMRI及颈动脉相位对比MRI（phase-contrast MRI, PC MRI），系统表征CSVD患者姿势相关的自发脑活动改变及其与认知、CSVD负荷和心血管调节的关联。

**二、主要技术方法**

研究人员自2024年9月至2025年9月从宁波市第二医院前瞻性招募48例散发性CSVD患者和32名社区正常对照（NCs），最终纳入41例CSVD患者（排除5例动脉狭窄>50%及2例运动伪差者）和30名NCs（排除2例运动伪差者）。所有受试者均接受多位置1.5 T MRI扫描（SPIN 1.5 T MRI，新奥益医疗设备有限公司，中国），先完成75°直立位扫描，随后调整为仰卧位扫描，两种体位下均采集rs-fMRI和PC MRI。采用DPARSFA工具包计算低频振幅（ALFF）、分数低频振幅（fALFF）和局部一致性（ReHo），运用SPM12进行混合设计方差分析、配对t检验和双样本t检验，以体素水平FDR校正p<0.05且簇大小≥20个体素为显著性阈值。同时记录外周血流动力学参数（收缩压、舒张压、平均动脉压和心率），计算PC MRI来源的脑血流动力学参数，并通过偏相关分析和多元线性回归模型评估脑活动指标与认知评分、CSVD影像标志物及血流动力学参数之间的关联。

**三、研究结果**

**3.1 受试者特征**
NCs在吸烟比例、高血压和高脂血症患病率上显著低于CSVD患者；NCs在所有认知量表（MMSE、MoCA、AVLT、VFT、TMT-A、TMT-B、DSST）上的表现均优于CSVD患者（p<0.05）。两组间头动参数（直立位与仰卧位平均框架位移FD及其差值）无显著差异。

**3.2 组别与姿势的主效应及交互效应**
经协变量校正后，未发现任何自发脑活动指标存在显著的组别主效应（FDR校正后）。姿势主效应分析显示，ReHo在10个脑区显著改变（p<0.05，FDR校正），主要涉及额叶、颞叶、顶叶皮层及深部灰质核团。组别×姿势交互效应经FDR校正后无显著存活脑区。探索性分析（p<0.001，未校正）提示ReHo在双侧前扣带回（ACG）可能存在组别主效应，在左侧距状皮层（CAL）、右侧ACG和右侧额上回内侧（SFGmed）可能存在交互效应。

**3.3 直立位和仰卧位的组间比较及临床关联**
仰卧位下，CSVD与NC组三种自发脑活动指标均无显著组间差异（FDR校正后）。直立位下，仅右侧前扣带回（ACG）的ReHo在CSVD组显著高于NCs（p<0.05，FDR校正），且该值在NCs中直立位较仰卧位降低，而在CSVD中直立位反而升高。偏相关分析显示，直立位右侧ACG ReHo与CSVD综合评分呈正相关（radj=0.331, p=0.045）。多元线性回归分析显示，右侧ACG ReHo与MMSE得分呈负相关（βadj=?0.410, p=0.008）。

**3.4 NCs和CSVD的仰卧-直立比较及临床关联**
NC组直立位较仰卧位仅在左侧额下回三角部（IFGtriang）显示ReHo增高，右侧角回（ANG）显示ReHo降低（p<0.05，FDR校正）。CSVD组共有8个簇通过FDR校正，其中7个簇（左侧海马HIP、右侧脑岛INS、右侧壳核PUT、双侧额中回MFG、双侧IFGtriang、双侧额上回SFG、右侧颞上回STG）在直立位较仰卧位ReHo增高，仅左侧距状皮层（CAL）ReHo降低。在CSVD组中，右侧壳核ΔReHo（radj=?0.427, p=0.008）和左侧CAL ΔReHo（radj=0.419, p=0.010）与CSVD综合评分显著相关（均通过FDR校正）；右侧壳核ΔReHo与腔隙数量呈负相关，右侧IFGtriang ΔReHo与WMH评分呈负相关，左侧CAL ΔReHo与EPVS评分呈正相关。左侧海马ΔReHo与AVLT1+2+3（βadj=0.444, p=0.014）、AVLT5（βadj=0.532, p=0.007）及VFT（βadj=0.420, p=0.027）呈正相关，其中仅AVLT5的关联通过FDR校正。

**3.5 姿势相关脑功能改变与血流动力学指标的关联**
利用姿势主效应中10个显著簇作为掩膜提取ReHo值并计算Δ。CSVD组中，左侧额叶区域（Cluster 3）和右侧壳核（Cluster 4）的ΔReHo均与Δ心率（ΔHR）呈正相关（βadj=0.350, p=0.019；βadj=0.299, p=0.027，未校正）。组别×ΔHR交互分析显示，左侧额叶ΔReHo与ΔHR的关联在CSVD组与NC组之间存在显著差异（βadj=?0.527, p=0.007），即该关联仅在CSVD组中显著。此外，Δ平均动脉压（ΔMAP）在CSVD组显著低于NC组（p=0.042）。

**四、讨论总结与研究结论**

本研究首次在多位置MRI框架下系统揭示了CSVD患者姿势相关的自发脑活动异常。研究发现，直立位下CSVD患者右侧前扣带回ReHo显著高于NCs，且与更差的认知功能和更高的CSVD负荷相关；CSVD患者表现出比NCs更为广泛的姿势相关ReHo改变，涉及额叶、颞叶、脑岛、壳核、海马和距状皮层等多个区域；姿势相关的左侧海马ReHo改变与记忆功能相关，右侧壳核和左侧距状皮层的ReHo改变与CSVD负担相关；左侧额叶ΔReHo与ΔHR的关联仅在CSVD患者中显著，提示CSVD患者在体位转换过程中可能需要更强的前额叶参与以代偿受损的脑血流自动调节。本研究存在的局限包括样本量相对较小、直立位头动难以完全排除、小脑因扫描覆盖不全未纳入分析、直立角度为75°而非完全垂直、扫描顺序固定且各序列仅采集一次，以及因直立位摔倒风险可能导致的入组选择性偏倚。综上，仰卧-直立体位转换可广泛影响老年受试者的局部一致性；CSVD患者在直立位下表现为右侧前扣带回ReHo增高，体位转换诱导广泛的ReHo改变，且这些改变与认知功能和CSVD负担相关。多位置MRI的直立位成像及仰卧-直立比较有助于揭示CSVD患者中潜在的、姿势相关的脑功能异常，为理解CSVD的病理生理机制和临床评估提供了新的视角。