肝移植术后不可逆性认知损害神经机制的功能磁共振成像研究

Hepatic encephalopathy (HE) is one of the most important complications in cirrhotic patients, which negatively affects patient's quality of life. Liver transplantation (LT) is the only cure for end-stage cirrhosis. However, some studies have documented an incomplete reversal of preexisting dysfunction even after LT. Up to date, the mechanisms of irreversible cognitive impairment after LT are unclear. We have conducted some studies on the brain functional changes short-term after LT. In the current project, LT candidates with different degree of HE severity (minimal HE, overt HE) will be recruited and followed up at 1, 3, and 6-12 month after LT. By comparing the differences in resting-state brain activity including regional characteristics, functional connectivity networks, and whole brain connectivity network between two groups, we intend to identify the key brain regions, functional networks, nodes and connective paths that are associated with residual cognitive impairment, and thus to reveal the neural basis of irreversible cognitive impairment after LT. Based on these, pattern recognition technique is used to find out the most proper imaging biomarkers for predicting neuro-psychiatric deficits in cirrhotic patients after LT. This project is essential to help select optimal therapy for pre-LT patients, and also provide theoretical basis for the mechanisms of HE.

肝性脑病是肝硬化的重要并发症，严重影响患者的生活质量。肝移植是终末期肝病唯一有效治疗手段。神经心理学研究表明，术后移植受体的认知功能虽有明显改善但仍残存部分认知缺陷，其神经机制及影响因素尚不明确。在前期对移植术后早期脑功能改变进行初步研究的基础上，本项目拟对不同程度肝性脑病（轻微、明显肝性脑病）的移植受体进行从术前到术后1个月、3个月、6-12个月的纵向随访，应用静息态功能磁共振成像技术，从局部脑活动、功能连接网络、全脑网络多个层面探究肝性脑病患者移植术后脑功能的动态演变规律，阐明不可逆性认知损害的神经机制及其与术前明显肝性脑病发作的关系，在此基础上，利用模式识别技术寻找预测术后认知恢复不良的影像学标记。本研究有助于指导肝硬化患者术前治疗及判断预后，同时为进一步探索肝性脑病的发病机制奠定基础。

目的：探讨静息态功能磁共振成像技术在肝性脑病患者移植术后脑功能改变研究中的价值。.材料和方法：.第一部分：纳入87例受试者，其中有肝性脑病（HE）组30例，无肝性脑病（noHE）组27例，以及30例对照组（HC）。应用REST软件提取FCD值。定量评价各组间FCD值的总体差异程度；进行多体素模式分类分析，预测肝硬化的严重程度。.第二部分：纳入20例肝硬化患者，所有患者在LT术前及术后一个月进行fMRI检查。计算低频振幅分数（ALFF），病例组与HC组间ALFF值的比较用双样本t检验，采用配对t检验比较术前及术后ALFF值的改变。采用Pearson相关分析ALFF改变与血氨及神经心理学改变之间的关系。.第三部分：纳入66例肝移植患者，其中HE组和noHE组 各33例，HC组30例。计算各组长程及短程FCS值，应用配对t检验比较HE组及noHE组LT手术前后FCS改变情况，应用双样本t检验比较病例组与正常组之间FCS的差异。采用Pearson相关分析FCS改变与神经心理学改变之间的关系。.结果：.第一部分：HE及noHE组间节点偏离指数 K具有显著性差异。FCD值区分noHE与HC组的敏感性、特异性和曲线下面积分别为96%、88%和96.7%；区分HE与noHE组分别为96.67%、93.33%和97.9%；区分HE与HC组分别为83.33%、86.67%和90%；其分类准确性分别为94.55%、92.72%和85%。.第二部分：与HC组相比，术前组ALFF减低的脑区为双侧距状沟、顶下小叶、楔前叶等。术后组ALFF减低的脑区为右侧顶下小叶、距状沟、辅助运动区。术前术后配对比较显示，术后组左侧顶下小叶、右侧楔前叶ALFF值增高，而双侧颞中回、右侧中央前回、海马ALFF值减低。.第三部分： HE组与noHE组术前均表现出广泛的长/短程FCS减低，术后一个月，HE-post-LT组仍存留大部分异常脑区，而noHE-post-LT几乎全部异常FCS逆转。HE组中央后回长程FCS的改变与DST的改变正相关。.结论：.静息态fMRI可用于显示肝硬化患者脑功能改变，并对其严重程度的区分，对于移植患者；fMRI显示移植术后患者的脑功能得到很大恢复，但仍残留部分异常；术前HE发作对术后脑功能恢复产生负面影响，HE组术后脑功能恢复相对noHE组更差。