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中青年人脑白质的年龄效应和性别差异:DTI、NODDI 和 q 空间研究

本文使用先进的扩散磁共振成像(dMRI)研究了中青年人脑白质的微观结构变化。使用混合扩散成像(HYDI)获得多shell扩散加权数据。HYDI方法用途广泛,并使用扩散张量成像(DTI)、神经突定向扩散与密度成像(NODDI)和q空间成像方法分析数据。本研究包括24名女性和23名男性被试,年龄在18至55岁之间。在整个大脑的48个白质感兴趣区域(ROI)中使用最小二乘线性回归测试了年龄和性别对扩散指标的影响,并对ROI进行了多重比较校正。在这项研究中,投射到海马或大脑皮层的白质是对大脑衰老最敏感的区域。具体来说,在这个从青年到中年的队列中,年龄效应与白质纤维更分散有关,而组织限制和轴突内体积分数保持相对稳定。NODDI的纤维弥散指数对老化表现出最显著的敏感性。此外,这一年龄队列中DTI指数的变化主要与纤维弥散指数相关,而不是与NODDI的细胞内体积分数或q空间测量值相关。虽然男性和女性的衰老率没有差异,但男性的轴突内体积分数往往高于女性。这项研究表明,使用HYDI采集和NODDI分区建模的高级dMRI可以阐明对年龄和性别敏感的微观结构变化。最后,本研究深入了解了DTI扩散指标与NODDI模型q空间成像的高级扩散指标之间的关系。

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Science子刊:利用DTI和NODDI纵向研究揭示轻度脑外伤后的白质微结构改变

能够检测轻度脑外伤(mTBI)后的白质(WM)病理,并预测长期结果的神经成像生物标记物是改善护理和开发治疗方法所必需的。本文利用弥散张量成像(DTI)和近期新兴的神经突方向离散度和密度成像(NODDI)对mTBI后的WM微观结构进行了横断面研究和纵向研究,并将其与神经心理指标进行了相关性分析。在横截面研究中,早期分数各向异性的减小和平均扩散系数的增加对应于NODDI中WM区域自由水含量的升高。这种自由水升高的情况在早期脑震荡后症状的患者亚组中更为广泛。长期纵向的WM改变包括NODDI中的轴突密度下降,表征了弥漫性轴索损伤所致的轴突变性。因此,相比于DTI,NODDI能够更加清晰地表征弥漫性轴索损伤,是一种比DTI更敏感、更特异的检测mTBI所致的WM微结构改变的生物标志物,在对mTBI的诊断、预后和治疗监测中值得进一步研究。本文发表于Science Advances杂志。

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