阿尔茨海默病（AD）是全球公共卫生问题。除了认知领域的渐进性损伤之外，神经精神症状（NPS）和行为障碍也是AD患者的常见问题。在AD患者中常见四种神经精神亚症状：精神病（妄想，幻觉和睡眠障碍），情感症状（抑郁和焦虑），冷漠（食欲和食欲障碍）和活动过度。大约一半的AD患者在临床过程中至少经历过一次抑郁发作。

核磁共振成像（MRI）被认为是确定疾病阶段和评估AD进展的有效方法。基于体素的形态学分析（VBM）是一种基于体素对脑结构磁共振成像自动、全面、客观的分析技术，可定量检测脑组织各组分的密度和体积，从而可以全面评估脑结构的形态学改变。基于表面的形态学分析（SBM）是一种对脑结构核磁影像数据进行计算,并通过厚度、表面积、体积、曲率等参数量化大脑灰质形态结构的影像处理技术。这两种分析方法不需要提前确定感兴趣区，可以对整个大脑的解剖差异提供均匀而全面的评估，是观察疾病中大脑异常结构变化的有效方法。

本研究纳入了20名来自安徽医科大学附属第一医院的AD患者和20名当地社区的健康对照者(HC)，两组在年龄或性别上均无显着差异。神经心理学评估结果显示，与HC相比，AD组的汉密尔顿焦虑量表（HAMA）、汉密尔顿抑郁量表（HDRS）、简易精神状态测试（MMSE）、CDR和ADL表现明显降低。

表1. 人口统计信息和临床特征

本研究使用VBM分析AD患者和HCs之间的脑萎缩差异，并观察了大脑结构与抑郁症状之间的相关性，从而避免了因选择ROI或传统手动结构分析而产生的误差。VBM分析显示，AD组包括额叶、顶叶、岛叶、颞叶和枕叶的整体大脑区域以及皮质下区域脑灰质体积（GMV）明显缩小。

图1.  基于体素的形态计量学（VBM）分析

尽管认知障碍也与脑岛萎缩有关，但是在排除认知障碍的影响后，仍观察到脑岛萎缩和抑郁症状之间存在显着相关性。脑岛的GMV与HDRS得分呈显着负相关（r = -0.53和p = 0.015），这意味着对于伴有抑郁症状的AD患者，其脑岛萎缩更为严重。脑岛调节躯体感觉，因此AD患者的抑郁症状可能与异常的躯体感觉有关。

图2 脑岛GMV与汉密尔顿抑郁量表（HDRS）和临床痴呆量表得分的对数（lnCDR）的相关性分析

SBM分析表明，AD组的包括额叶、颞叶、岛叶和枕叶在内的区域皮层较薄，但在皮层厚度和情感症状之间未观察到显着相关性。

图3 基于表面的形态计量学（SBM）分析

利用在VBM分析中显示出差异的大脑区域的GMV以及与HDRS显着相关的大脑区域GMV的组合特征，使用线性支持向量机（SVM）进行的多模式分析得到77.5％的准确度，70％的灵敏度和85％特异性，表明这些指标可以被视为诊断AD的辅助生物标记物。

图4 应用LIBSVM进行的多变量模式分析

本研究显示了AD患者的整体脑萎缩，且AD患者的抑郁症状与脑岛萎缩之间存在显着相关性，为研究AD伴抑郁症状提供了潜在的神经基础。此外，大脑特定区域的GMV的组合特征可作为该病的生物标记物。