慢性肾脏病进展中大脑功能和结构改变的早期影像学证据：基于多模态磁共振技术的研究

Chronic Kidney Disease (CKD), as its high incidence, can progress to kidney failure and easily be complicated with by severe cardiovascular disease and cognitive impairment, has become a global public health problem. Recently, investigations on the brain functional and structural change mechanism of ESRD patients have been intensively discussed in cognitive neuroscience, nephrology science and clinical application. However, the corresponding researches of other stages of CKD are relatively less. Despite the multimodal magnetic resonance imaging (MRI) has been used in analysing the relationships between brain function-structure-behavior and various diseases, the studies which observe brain function and structural changes about large other stages of CKD patients are very limited. Accordingly, this project will collect multimodal brain MRI data of large sample CKD patients combined with imaging data analysis, refer to the testing results of neurocognitive scales and clinical biochemical parameters, detect the local and global dynamic changes of brain network characteristics about different stages of CKD patients. In addition, this project, which using multiple voxel pattern analysis method, can reveal early neuroimaging markers of brain changes in the progression of CKD. In theory, this project can reveal the brain changes mechanism and provide early neuroimaging markers in the progression of CKD. The findings of this project can be adopted to prevent or delay the irreversible brain damage in patients with CKD and reduce the morbidity and mortality of cognitive impairment clinically.

慢性肾脏病（Chronic Kidney Disease, CKD）因其高发病率、可进展至肾衰竭、易并发严重心血管疾病及认知障碍而成为全球性公共健康难题。近年来，CKD终末期肾病阶段脑功能及结构改变机制受到认知神经科学、肾病科学及临床应用的极大关注，但对CKD其它阶段相应的研究较少；尽管多模态影像技术已用于多种疾病的"脑功能-结构-行为"关系的研究中，但其在CKD各阶段大脑功能及结构改变研究中的运用却非常有限。据此，本项目拟采集CKD大样本的多模态脑影像结合数据分析，联合神经认知量表及临床生化指标，探测CKD不同阶段的脑局部特性、全脑网络特性的动态变化；另外，采用模式识别的方法，揭示CKD进展过程中大脑改变的早期影像学证据。本研究可望在理论上揭示CKD进展中的脑改变机制，获得其大脑改变的早期影像学证据。在临床上可预防或延缓CKD患者大脑不可逆性损伤、降低CKD认知障碍的发生率及其死亡率。

慢性肾脏病(Chronic Kidney Disease, CKD)因其高发病率、可进展至肾衰竭、易并发 严重心血管疾病及认知障碍而成为全球性公共健康难题。近年来，CKD终末期肾病阶段脑 功能及结构改变机制受到认知神经科学、肾病科学及临床应用的极大关注，但对CKD其它 阶段相应的研究较少;尽管多模态影像技术已用于多种疾病的"脑功能-结构-行为"关系的 研究中，但其在CKD各阶段大脑功能及结构改变研究中的运用却非常有限。据此，本项目研究发现（1）终末期肾病患者在双侧的颞上回以及左侧的额中回局部一致性(ReHo)值显著增高，右侧颞中回的局部一致性(ReHo)值显著降低，并且局部一致性存在差异的脑区的ReHo值与终末期肾病患者的透析时间无显著相关，这对终末期肾病患者早期的神经活动探测非常有效。（2）在全局效率上（Eglob），终末期肾病患者的四个模块网络（默认网络、注意网络、感觉运动网络、视觉网络）的全局效率均显著低于正常对照组的全局效率，并且血红蛋白与Ca+两个临床生化指标与终末期肾病患者大脑功能连接特性密切相关，提示两种生化指标的变化可能预示大脑功能连接属性的改变。（3）ESRD患者在双侧的眶额皮质，双侧的背外侧前额叶皮质以及左侧的颞中回的灰质体积显著降低；将该区域作为种子点，前额叶回路中，额叶-小脑之间的功能连接显著下降，而前额叶与左侧颞叶的功能连接显著增强。这揭示了经过血液透析治疗的ESRD患者的功能和结构皮层均存在异常，为进一步的将功能与结构相结合去探索ESRD患者的认知功能损伤提供了研究基础。（4）左侧的顶下小叶以及左侧楔叶这两个默认网络的主要脑区的功能连接下降；同时，我双侧的额下回以及右侧的颞上回的功能连接显著增强。我们研究为经过血液透析的ESRD患者大脑功能网络内连接异常提供了证据。（5）ESRD患者在整个网络上的并行信息处理出现显著中断，并且在默认网络内观察到功能连接降低。另外，该网络异常还与患者的生化血红蛋白和血清钙水平相关。（6）末期肾病患者大脑白质FA值普遍降低及MD、AD及RD值普遍升高，主要表现为双侧放射冠、双侧丘脑前辐射、胼胝体体部及膝部、双侧上纵束和右下纵束，提示可能与患者认知损伤有关。