基于MRI的维吾尔族立体定向标准化脑图谱的研究

敬文波，朱正权，顿志平，夏海成

1.新疆医科大学附属肿瘤医院放射科，新疆 乌鲁木齐 830011；2.新疆医科大学附属肿瘤医院神经外科，新疆 乌鲁木齐 830011；3.山东大学第二附属医院神经外科，山东 济南 250014

大脑是人体结构和功能最为重要及复杂的器官，为此人们投入了大量精力进行研究，1997 年美国“人类脑计划”实施标志着关于大脑的研究是今后医学乃至于整个科学的主攻方向。其中，能够反映人脑结构信息和功能信息的脑图谱是对人脑科学进行探索研究的重要方面之一[1]。有学者认为头颅的个体差异性以及种族差异性很大[2]，新疆维吾尔族属欧罗巴人种，自古至今都居住于亚洲的中国新疆，具有很强的地域特性。目前缺乏维吾尔族大脑的脑图谱数据，因此，通过对比新疆维吾尔族与新疆汉族的脑结构，分析有无建立新疆维吾尔族人脑图谱的必要性。

1 资料与方法

1.1 一般资料 从2018年1月至2019年12月期间来新疆医科大学附属肿瘤医院行健康体检人群中随机抽取维吾尔族(A 组)及汉族(B 组)各50 例健康成年人。颅脑MRI 规范扫描均获得受检者知情同意后进行。

1.2 检查方法 使用西门子(Magnetom Verio Tim，3.0 T)磁共振设备，头颈专用线圈，取仰卧位，头先进。扫描序列包括轴位FSE T1WI、T2WI、STIR 及矢状位T1WI序列。轴位扫描时先在正中矢状位上确定前联合(anterior commissure，AC)及后联合(Posterior Commisure，PC)，再以AC-PC 为基线扫描，获取脑结构高分辨MRI三维数据。

1.3 质量控制 所有受检者均由一名经过专门培训的技师操作扫描。数据测量由两名主治医师采用盲法独立评估，在BrainSuite 软件中分别打开每一例脑MRI图像数据，让轴、矢、冠三个层面显示在同一个界面中，在AI 辅助下获得相关数据值，取二人测量的平均值。测量方式见图1。

1.4 统计学方法 采用Excel 2003 整理和统计数据，IBM SPSS Statistics 25软件进行统计学处理，统计前均进行正态性及方差齐性检验，其中计量资料以均数±标准差(±s)描述，组间各测量指标对比采用两独立样本t 检验；年龄及性别构成比较比较采用Pearson χ²检验，检验水准取α=0.05，以P＜0.05 为差异有统计学意义。

图1 前后联合及长、宽、高测量示例

2 结果

2.1 两组受检者的性别和年龄比较 A 组男性24 例，占48%，B 组男性19 例，占38%，组间性别构成比比较差异无统计学意义(χ²=1.020，P=0.313＞0.05)；A组年龄18～45 岁，平均(31.88±7.89)岁；B 组18～45 岁，平均(30.30±8.50)岁，组间年龄均值比较差异无统计学意义(t=0.964，P=0.338＞0.05)，均具有可比性。

2.2 两组受检者的大脑长、宽、高及AC-PC 测量值比较 新疆汉族与维吾尔族脑MRI 测量径线比较差异均无统计学意义(P＞0.05)，见表1。

表1 两组受检者的大脑径线测量值比较(x-±s，mm)

3 讨论

明确人脑的结构和功能信息，建立大脑区域标准化识别的脑图谱，是立体定向和功能神经外科进行研究和诊疗的必要基础，也是研究早期神经系统疾病的关键。脑图谱最早于一个世纪前被德国脑科医生Korbinian Brodmann 成功绘制出，便一直被国内外不同学科领域的研究人员高度关注。近年来中国科学家也已经成功绘制出了全新的数字化人类脑网络组图谱[3]。

数字化脑图谱将人类脑图谱从标本研究带向活体探索，为实现脑科学和脑疾病研究提供了基础。目前欧盟人脑计划(HBP)、国际神经信息学协调委员会(INCF)等均已发布了人类脑数字化图谱，一些国际著名神经影像分析软件平台如SPM、FSL 等都在网上公开自己的数据库，以供医务人员及研究者使用。现有的数字化标准脑图谱在很大程度上增加了人们对大脑的认识和研究，为临床尤其是神经外科提供了更丰富的数据支持及参考，但这些脑图谱基本上是来源于西方人的数据[4]。有关亚裔人种脑图谱的研究中，日本的研究机构从众多实验对象的大脑图像中筛选出了不同年龄段的标准脑图谱，韩国科学家对78位不同年龄的脑功能正常志愿者进行MRI和PET图像采集，并将其按性别、年龄，建立不同组别的标准脑模板及其相关参数[5-6]。由于人种族以及地域性生活方式、生活习惯的迥异，不同种群间的疾病谱及诊断、治疗也会不一致，脑结构也不尽相同[7]。因此分区域和种族建立基于自己人群的磁共振成像(MRI)脑图谱显得尤为必要[8]。我国地域辽阔，现有14亿人口，56个民族，是一个庞大的人群种族，分布于31个省市自治区。近些年有研究者将中国人脑数据同国际脑电图联盟(ICBM)数据库中Caucasian大脑的结构数据做了比对分析，发现两者之间有显著差异[9]，因此建立适合中国人自己的活体脑图谱具有现实意义。当前采用健康中国成年人为受试对象的研究较多，但区分省域及种族脑图谱建立的报道较少。随着磁共振技术飞速发展，其能够获得高分辨率的脑结构影像数据，且无创易被受试者接受，成为研究活体大脑结构的最佳方法[10-11]，使得对活体人大脑结构的测量和分析变得简便可行且更加精准。

我国的脑图谱研究正被国内多家科研机构如火如荼的展开，但多是基于汉族人群的样本研究[12]。有研究表明人脑结构会因人种族和生长环境影响而有所差别[13]。若直接把上述脑图谱作为所有地域所有种族脑神经病学研究的标准脑模板，显然是不合适的。这需要不断验证和检验，以确定是否需要建立本区域的标准化脑图谱。因此，本研究针对新疆维吾尔族人群提出了该课题设计，以新疆汉族及新疆维吾尔族各50例为研究对象，利用3.0T磁共振扫描仪采用专门规范的扫描序列获得高分辨率的脑结构MRI图像数据，采用专门的标准化软件以相同的方法测量了前后径、宽径、高径及AP-CP 间距，经统计学检验显示两组之间的差异均无统计学意义(P＜0.05)。

综上所述，新疆汉族与维吾尔族的活体大脑脑结构及形态基本相似，新疆维吾尔族完全可以以汉族的脑图谱来替代，在立体定向等各个方面利用汉族的脑图谱具备可行性及科学性。