区域扩散成像指标用于区分脑小血管病相关的高血压性动脉病与脑淀粉样血管病

背景：检测并区分由脑小血管病（SVD）两种关键亚型——高血压性动脉病（HA）与脑淀粉样血管病（CAA）——引起的早期改变具有重要临床意义。我们的目标是开发并验证与HA-SVD及CAA-SVD替代标志物相关的弥散磁共振成像（dMRI）特征，并利用阿尔茨海默病与SVD生物标志物、病理学及认知评估数据，验证其临床效用。方法：分析了两个独立队列的基线dMRI扫描、T2*梯度回波MRI及血管风险指标数据：梅奥诊所衰老研究（MCSA，N = 1080）与阿尔茨海默病神经影像学倡议（ADNI，N = 549）。在MCSA中，通过逻辑回归模型识别与HA-SVD替代标志物（高血压）及CAA-SVD替代标志物（脑叶微出血）相关的区域性dMRI指标。选取最具代表性的区域特征构建HA-SVD与CAA-SVD的复合dMRI指数。这些dMRI指数在ADNI队列及MCSA的独立病理样本（N = 147）中得到验证。在MCSA中，我们还基于弥散与FLAIR MRI计算了标准全局SVD指数，并与dMRI指数进行比较以反映SVD亚型特征。随后，在调整人口学特征、白质高信号（WMH）及淀粉样蛋白负荷后，使用回归模型评估这些指数与认知表现（整体认知、注意力、记忆力）的关联。结果：高血压主要与额顶投射通路的微观结构完整性降低相关，而脑叶微出血则与枕顶叶损伤相关。在ADNI队列中，HA-SVD与CAA-SVD替代标志物与白质束的这种差异关联模式较弱。在血管疾病患病率较高的社区居住型MCSA队列中，dMRI指数相较于全局SVD指数能更显著区分两种SVD替代标志物，凸显了其在病因特异性识别方面的附加价值。如预期所示，CAA-SVD指数与枕叶WMH及淀粉样蛋白负荷的关联更强，并与CAA病理评分相关；该指数还与记忆力表现独立相关（排除淀粉样蛋白与WMH影响）。相反，HA-SVD指数与死后Kalaria量表评分及注意力评分密切相关。结论：基于三类数据集（基于人群的样本、独立队列、病理样本），我们发现区域性dMRI特征能够捕捉HA与CAA两种不同的SVD病理过程。这些dMRI特征为早期鉴别SVD亚型提供了潜在工具，有助于指导临床决策与预防干预。补充信息：在线版本包含补充材料，详见10.1186/s13024-026-00942-4。