烟雾病病（MMD）是一种进行性闭塞性脑血管疾病，影响Willis环的动脉。烟雾病患者常常出现神经认知功能障碍，而传统磁共振成像（MRI）无明显脑损伤。根据扩散MRI研究，微结构损伤可能在成人MMD患者的神经认知功能障碍中起关键作用。然而，传统的扩散MRI参数（例如，分数各向异性）没有揭示在各个组织中特定的微结构特征。
　　 研究人员使用神经突定向分散和密度成像，这是一种基于模型的多壳扩散MRI分析方法，用于评估直接反映脑微观结构的定量参数，以识别MMD中的特定微观结构变化。细胞内体积分数反映了白质中的轴突密度和皮质中的树突密度，并且取向分散指数反映了轴突在白质和树突过程中的分散（即网络复杂性）。灰质。这些参数与相关组织学结果和已被广泛应用于评价神经疾病，例如中风。
　　 这项前瞻性研究得到了当地研究所伦理委员会的批准，并获得了所有参与者的书面知情同意书。26例MMD患者没有明显的脑损伤（16-63岁，20名女性，21名发生缺血性发作，2名出血性发作，术后7名）和20名正常受试者年龄和性别相匹配。
　　 使用脂肪饱和的单次回波平面成像序列（b值和轴=0,700：30轴，2850：60轴）以及3维T1加权图像获取扩散加权图像。使用NODDIMATLAB工具箱将获得的扩散数据拟合到NODDI模型。
　　 使用双样本t检验在MMD患者和对照之间的体素逐体素分析中比较全脑NODDI参数，并且使用多元回归模型研究NODDI和Wechsler成人智力量表-III分数之间的关系。将年龄，性别和总脑容量设定为协变量。具有家族方式误差校正的P<0.001的簇形成阈值被认为是统计学上显着的。评估显示出显着差异的区域和神经认知评分之间的相关性，并且P<0.05被认为是统计学显着的。
　　 MMD慢性缺血可降低白质中的轴突密度和皮质中的树突密度，并简化网络复杂性，与动物研究结果一致，显示慢性缺血可减少白质中的轴突数量和皮质中的树突，树突棘和分枝。OD减少主要发生在皮质区域，例如扣带回皮层，在先前的研究中观察到MMD患者体积减少但在研究人员的患者中未观察到。在检测到皮质中的体积变化之前，OD可能识别出树突过程的减少。
　　 在该研究中，PS表现出与白质神经元密度最强的相关性。由于白质是比较容易受到缺血负荷比皮质和PS是脑白质疾病损伤程度的敏感，PS可能是MMD的缺血性疾病负担最为敏感。
　　 全脑和区域值分析均表明,任务表现与大脑后部的神经元密度和网络复杂性相关,并且在额叶区域甚至更强。本研究中使用的大多数神经心理学电池测量执行功能，该过程显示MMD中最大的损伤并且不仅与额叶还有颞顶区相关。考虑到大脑后动脉病变和内侧枕叶与低神经认知相关联，大脑的后部可以防止神经认知功能障碍，直到后循环受到影响。手术血运重建可以恢复大脑后部的血流动力学损伤，可以保护患者免受神经认知功能障碍。
　　 当分别分析患者和对照时，显示组差异的区域的神经认知性能和微观结构参数值之间的显着相关性减弱。这可能是个体差异的结果，其中缺血性微结构损伤和神经认知表现在患者中最佳相关,并且当MMD和对照的患者一起被分析时,这种个体差异可能被各种参数值和神经认知表现削弱。参与者的进一步积累可以导致更准确的相关性，并且最终能够从不受个体差异影响的区域微观结构参数预测神经认知功能障碍。
　　 研究人员研究的局限性包括参与者数量少和临床表现的异质性，以及缺乏测量记忆和视觉空间任务的神经认知电池。对更大人群和非MMD脑血管疾病患者的进一步评估，以及在手术血运重建后微观结构变化是否可逆的探索有必要确定NODDI评估MMD患者神经认知功能障碍的临床价值。