多模态磁共振成像显示，绝经后女性的下丘脑在结构和功能上发生了改变，这些改变与骨密度下降有关

《Brain Imaging and Behavior》：Multimodal MRI reveals hypothalamic structural-functional alterations associated with bone mineral density loss in postmenopausal women

本研究通过多模态MRI分析更年期女性海马体亚区结构、功能连接及白质束形态，发现骨质疏松患者右前下视丘体积缩小，左后视丘体积增大，左前下视丘与sLOC/precuneus功能连接增强，右前上视丘体积与BMD正相关。为神经影像学骨代谢研究提供新证据。

　　

摘要

新兴证据表明，中枢神经系统的失调在骨质疏松症的发病机制中起着重要作用。然而，作为维持体内平衡关键中枢枢纽的下丘脑各亚区域在人类骨骼健康中的作用仍不明确。本研究旨在利用多模态磁共振成像（MRI）技术，探讨绝经后女性下丘脑各亚区域的结构和功能变化与骨密度（BMD）下降之间的关系。共有54名绝经后女性参与了研究（其中18人患有骨质疏松症，18人患有骨量减少，18人为健康对照组），她们接受了3T MRI检查。研究采用了综合分析框架，包括：（1）基于深度学习的下丘脑亚区域分割；（2）以这些亚区域为兴趣点进行的功能连接性分析；（3）连接白质束的形态分析。为量化下丘脑指标与BMD之间的关联，并控制混杂因素，研究采用了非参数统计方法和偏相关分析。分析结果显示下丘脑各亚区域存在多模态变化。具体而言，我们观察到右侧前下丘脑（在骨质疏松症患者中体积减小）和左侧后下丘脑（在骨质疏松症患者中体积增大）的特异性体积变化，以及左侧前下丘脑与左侧上外侧枕叶皮层（sLOC）/楔前叶之间的功能连接增强（经簇水平FWE校正后的p值=0.030）。在与多个下丘脑亚区域相连的白质束中也检测到了微观结构和形态变化，但由于存在多重比较，这些发现仍属于探索性结果。此外，在骨量减少组中，右侧前上丘脑的体积与BMD之间存在显著正相关（r=0.640，p=0.004）。本研究提供了绝经后骨质疏松症患者下丘脑多模态变化的初步体内证据。我们的研究结果表明，特定下丘脑亚区域的结构变化及其与视觉-注意力网络的功能连接可能与BMD下降有关。右侧前下丘脑的体积值得进一步研究，以探索其作为骨折风险分层的潜在神经影像学生物标志物的可能性。