NeuroImage:静息态fALFF和ReHo可表征代谢情况

2022-01-23 影像小生 MedSci原创

基于体素的BOLD信号在静息态下的血流动力学特征反映了潜在的代谢需求

由血氧水平依赖(BOLD) fMRI时间进程变化提取的基于体素的生理(VBP)变量包括:低频振荡幅度(ALFF)、低频振荡分数幅度(fALFF)和局部一致性(ReHo)。尽管这些BOLD衍生的变量可以检测组间(如疾病与对照)的空间模式差异,但尚未得到很好的生理解释。

Peter T.Fox等进行了相关研究,量化了BOLD VBP变量与PET测量的大脑代谢率和血流动力学之间的空间对应关系。

采集示意图

该研究采集了16名健康对照被试的定量、全脑PET图像葡萄糖代谢率(MRGlu;18FDG)和氧(MRO2;15OO),血流(BF;H215O)和血容量(BV;C15O)。在同一受试者中,获得BOLD 时间序列来计算ALFF、fALFF和ReHo图像。PET变量与BOLD变量进行两两比较。

ALFF、ReHo与PET血流动力学代谢的空间相似性。

在群体平均、跨区域分析中,ALFF仅与BV显著相关(R = 0.64;p<0.0001)。fALFF与MRGlu的对应最强(R = 0.79;p<0.0001),与MRO2(R=0.68)、BF (R=0.68)、 BV (R=0.68)的对应关系也显著(p<0.0001)。ReHo的表现与fALFF相似,与MRGlu (R= 0.78)、MRO2 (R= 0.54)具有显著的强对应关系(p<0.0001),但与BF(R=0.50)和BV(R=0.50)的相关性较弱。

基于体素的BOLD-PET配对比较中显示不同区域对比的区域。

BOLD指标(ALFF、fALFF和ReHo)和PET血流动力学代谢 (BV、BF、MRO2和MRGlu)的线性回归。

BOLD指标与PET血流动力学代谢的条件互信息和交互信息分析。

在BV条件下,ALFF没有保留显著的MRGlu、MRO2和BF信息。在MRGlu条件下,fALFF和ReHo没有保留显著的MRO2、BF或BV信息。然而,值得关注的是,PET-BOLD关联的强度因大脑区域的不同而显著不同,这需要在区域和每个受试者的基础上对生理学解释进行未来的研究。

该研究详细描述了静息态ALFFfALFFReHo与基于体素的血流动力学和代谢变量的跨区域相关性。该研究提供了强有力的证据,表明基于体素的BOLD信号在静息态下的血流动力学特征反映了潜在的代谢需求。进一步发现了fALFFReHo中的非流动耦合代谢信息。该研究的结果支持fALFFReHo可被视为代谢代理标志物的观点

原文出处

Hemodynamic and metabolic correspondence of voxel-wise resting-state activity metrics in healthy adults

作者:影像小生

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