静息态功能和弥散张量成像对儿童抽动秽语综合征脑网络异常的磁共振研究

Tourette syndrome (TS) is a neurobehavioral disorder characterized by motor and vocal tics beginning in childhood, with the incidence about 1%. Tics are involuntary, repetitive muscle contractions that produce stereotyped movements (motor tics) or sounds (vocal tics). The disrupted cortico-striato-thalamo-cortical circuitry is considered to be one of the essential factors that result in Tourette syndrome. However, few researches focus on the brain structural and functional network in Tourette syndrome in children. We aim to use non-invasive rest-fMRI and diffusion tensor imaging methods to analyze the alternations of the structural and functional network between the Tourette syndrome patients and the healthy controls in children. Furthermore, we will take the subgroup analysis between the motor tics and the phonic tics patients. Therefore, we can better understand the interaction of the structural network and the functional network. The network-related characteristics could be drawn out. We can also make correlation analysis of the quantized values of abnormal brain areas versus scales of clinic symptoms, behavioral assessment , neuropsychological assessment and executive function, expecting to better understand the neural network mechanisms of this disease and thus to provide theoretical support for imaging manifestations to be converted to clinical applications.

抽动秽语综合征（Tourette syndrome，TS）是一种以多发性运动性抽动伴有不自主发声为主要特征的神经行为障碍综合征，多在儿童期起病，总的发生率约占人群的1%。现有理论认为皮层-纹状体-丘脑-皮层（CSTC）环路结构和功能异常与抽动秽语综合征的发生有关，但是国内外关于儿童抽动秽语综合征脑结构与功能网络的研究甚少。我们拟采用非侵入性的静息态功能及弥散张量成像对实验组和对照组脑功能网络和结构网络进行成像研究，并对运动抽动和发声抽动进行亚组分析，了解功能回路是如何与其结构基础相互作用，最终得到儿童抽动秽语综合征相关脑神经环路的影像学特征变化模式，并且将有异常的脑区的相关量化值与临床症状量表、行为学量表、神经心理学量表、执行功能等相关量表等进行相关性分析，以期深入了解该病的神经网络机制，从而为影像学表征信息向临床应用转化提供理论依据。

本项目通过磁共振成像技术整合脑结构与功能网络特征的变化，了解儿童抽动秽语综合征结构与功能脑网络变化特征及其与临床表征特性的相关性，最终得出疾病相关脑神经环路的影像学特征，从而为影像学表征信息向临床应用转化提供理论依据。具体内容如下：. 研究一采用基于脑表面分析 (surface based analysis, SBA) 方法分析磁共振脑结构图像，探究儿童抽动秽语综合征患者脑皮层厚度改变及与临床资料的相关性。本研究揭示了儿童抽动秽语综合征患者存在执行功能受损，尤其是抑制性控制受损；左侧岛叶皮层厚度与儿童抽动秽语综合征患者的症状严重程度相关。. 研究二应用静息态功能MRI（rs-fMRI），对儿童抽动秽语综合征（TS）患儿脑小世界网络特征，以及TS的网络区域属性与临床症状的相关性研究。本研究揭示了儿童TS全脑网络具有小世界网络属性，但是其神经网络全脑及其诸个节点属性与对照组正常儿童比较存在差异，其全脑效率（Eglob）减低，而特征路径长度（Lp）、标准化特征路径长度（λ）增加，趋向于向规则网络转换。儿童TS患者的神经网络全脑诸个节点属性异常脑区，聚集于大脑皮质-纹状体-丘脑-大脑皮质（CSTC）环路，这揭示其脑网络特点，对评估TS患儿的疾病状态及对该病的治疗，提供了全脑网络生物标志物。. 本项目发表论文（论著）2篇，发表国际学术会议论文1篇，参与培养博士研究生一名并已毕业取得博士学位。项目投入直接经费17万元，实际支出12.5570万元，各项支出基本与预算相符，剩余经费4.4430万元，剩余经费计划用于本项目研究后续支出。