Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism
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大脑小血管疾病中结构脑网络的系统验证
大脑小血管疾病(small vessel disease，SVD)被认为是一种分离综合征，可以使用从扩散磁共振成像获得的结构脑网络分析指标来进行量化。网络分析（network analysis）是一种要求较高的分析方法，相对于更简单的扩散磁共振分析，SVD在很大程度上没有被该方法探索过。
两个连接组流程概述（左侧: single-shell，右侧：multi-shell）. single-shell依赖于使用FACT算法的扩散张量成像和纤维束追踪图，multi-shell依赖于MSMT-CSD 和解剖重建的纤维束追踪图
在这项预先注册的研究中，我们评估了来自RUN DMC研究的两个不重叠的SVD患者样本的网络分析的临床和技术有效性，(n = 52用于探索金时族jinshizu.com和纵向分析，n = 105用于验证)。我们利用single-shell或者multi-shell扩散磁共振成像比较了两种连接组分析流程，同时还系统地比较了不同的节点和边的定义。对于临床验证，我们评估了网络分析在解释处理速度和检测短期疾病进展方面的额外益处。对于技术验证，我们确定了重测重复性。
扩散 MRI 标志物（基于骨架或网络）与处理速度之间的关联我们在临床验证中的发现表明，与更简单的全局白质扩散指标相比，结构性脑网络仅提供了很小的额外益处，并且不能有效捕捉短期内的疾病进展。但是对于大多数大脑网络来说，它们的重测信度是极好的。我们的发现对脑网络分析在SVD临床应用中的附加值提出了质疑，并强调了更简单的基于磁共振扩散的标志物的实用性。
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Dewenter A, Gesierich B, ter Telgte A, et al. Systematic validation of structural brain networks in cerebral small vessel disease. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. December 2021. doi:10.1177/X
基于高分辨率弛豫测量的鼠脑校准功能磁共振成像:清醒和麻醉状态之间的代谢差异
金时族jinshizu.com使用血氧水平依赖(blood-oxygen level-dependent ,BOLD)信号的功能磁共振成像(fMRI)技术已经显示出作为疾病的临床生物标志物的巨大潜力。因此，迫切需要在临床前啮齿动物模型中使用这些技术开展研究。校准的功能磁共振成像（calibrated fMRI）是一种有前途的技术，可以提供高分辨率的脑氧代谢图(cerebral oxygen metabolism , CMRO2)。然而，校准的功能磁共振成像很难在啮齿动物模型中得到应用，主要原因在于啮齿动物被麻醉后，刺激引起的变化很小，其他气体也会影响CMRO2的预测。
rcfMRI总体方法摘要。使用相同的MRI序列记录清醒和麻醉状态下的数据我们在小鼠中使用了基于弛豫测量的校准功能磁共振成像方法（relaxometry-based calibrated fMRI）,该方法使用脑血流(cerebral blood flow ,CBF)和BOLD敏感磁弛豫成分R2’，这是在校准功能磁共振成像的脱氧血红蛋白稀释模型中导出的相同参数。我们在清醒和麻醉状态下对小鼠进行了测试, 这种方法不使用任何气体影响。由于麻金时族jinshizu.com醉诱导全脑变化，这一方案允许我们克服以前使用校准功能磁共振成像进行啮齿动物研究的局限性。
相对CMRO2（rCMRO2）图像结果和区域分析相对CMRO2（rCMRO2）图像结果和区域分析
研究结果发现，清醒状态下的CMRO2比麻醉状态下高1.5-2倍，差异主要取决于不同大脑区域。我们的研究结果与相同小鼠全脑CMRO2的替代测量和先前的人类麻醉研究一致。该结果提示我们，在啮齿动物中使用校准的功能磁共振成像在临床前功能磁共振成像方面有很大的潜力。
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Xu M, Bo B, Pei M, et al. High-resolution relaxometry-based calibrated fMRI in murine brain: Metabolic differences between awake and anesthetized states. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. December 2021. doi:10.1177/X
轻度认知障碍患者的静息态功能磁共振信号波动幅度与脑淀粉样β蛋白沉积相关
越来越多的证据表明，淀粉样β蛋白（amyloid-β，Aβ)和血管病因(vascular etiologies)在阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)的发病机制中交织在一起。静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)测量的血氧水平依赖(BOLD)信号与神经元活动和脑血管血流动力学相关。尽管如此，目前尚不清楚BOLD波动是否与AD金时族jinshizu.com高危个体中的Aβ沉积相关。
自发 BOLD 信号波动的时间序列和频谱分析本研究招募了33例遗忘型轻度认知障碍患者接受了rs-fMRI和AV45 PET检查。使用脑白质作为参考,计算AV45标准化摄取值比率(AV45 standardized uptake value ratio ,AV45-SUVR)，以评估Aβ沉积。在0.01–0.08赫兹的频带内计算局部BOLD信号低频波动的全脑归一化振幅。在rs-fMRI数据上逐步增加的生理/血管信号回归检验了sALFF-AV45相关性是否由血管血流动力学、神经元活动或两者驱动。
脑淀粉样蛋白β沉积与低频BOLD信号波动（sALFF）的标准化幅度之间的体素相关性分析
结果发现，sALFF和AV45-SUVR在默认模式网络和视觉网络区域(楔前叶、角状回、舌侧回和梭形回)呈负相关，即sALFF较高的区域Aβ积累较少。回归较强的生理血管信号后，MNI空间(r≈-0.47)中的相关聚类大小从3018 mm3减少到1072 mm3。这些初步发现表明，由于血管血流动力学或神经元活动引起的局部脑血液波动会影响Aβ稳态。结果发现，sALFF和AV45-SUVR在默认模式网络和视觉网络区域(楔前叶、角状回、舌侧回和梭形回)呈负相关，即sALFF较高的区域Aβ积累较少。回归较强的生理血管信号后，MNI空间(r≈-0.47)中的相关聚类大小从3018 mm3减少到1072 mm3。这些初步发现表明，由于血管血流动力学或神经元活动引起的局部脑血液波动会影响Aβ稳态。
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Scheel N, Tarumi T, Tomoto T, Cullum CM, Zhang R, Zhu DC. Resting-state functional MRI signal fluctuation amplitudes are correlated with brain amyloid-β deposition in patients with mild cognitive impairment. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. December 2021. doi:10.1177/X
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