研究背景:多发性硬化（Multiple sclerosis,MS）越来越被认为是一种与脱髓鞘、轴突横断相关的全脑结构功能网络改变的一种断联综合征。已有研究发现晚期MS患者的长程纤维结构连接损伤比短程纤维更严重。而这种长程纤维的损伤被认为可能是晚期MS患者认知能力下降的原因。然而,目前尚不清楚MS患者长短程纤维早期损伤以及随着病情进展损伤模式的纵向演变过程,且其与临床认知功能的关系也缺乏研究。研究目的:应用扩散磁共振成像（diffusion MRI,dMRI）技术对正常人及多发性硬化（multiple sclerosi,MS）患者的结构改变进行研究,探讨MS患者的微观组织结构及基于纤维追踪的大脑长短纤维连接的特征性改变及其与神经心理学评分的相关性。研究方法:招募2019年1月至2021年1月于我院临床诊断为早期MS患者共12例,健康志愿者17名作为正常对照（healthy control,HC）组。对全部29名被试进行7T高分辨率、多壳扩散成像扫描及神经心理学评估,我们对所有被试弥散磁共振数据进行概率性纤维追踪,并将结构纤维连接分成长短程纤维并通过计算机后处理软件对长短纤维分别进行扩散张量成像（diffusion tensor imaging,DTI）及神经突方向分散度和密度成像（neurite orientation dispersion and density imaging,NODDI）的处理,得到2组短程及长程纤维的各向异性分数（fractional anisotropy,FA）、平均弥散率（meandiffusivity,MD）、径向弥散率（radial diffusivity,RD）、轴向弥散率（axial diffusivity,AD）、细胞内体积分数（intracellular volume fraction,ficvf）、神经突方向离散度（orientation dispersionindex,ODI）,并对所得数值进行统计分析并计算其与神经心理学评分的相关性。研究结果:MS患者平均病程为1.56（0.05-8.51）年,EDSS中位数评分为1.0（0.0-5.0）,9/12例（75%）患者表现出至少2项认知域受损的认知功能障碍。白质病灶体积为3.18（0.20-9.26）mL。与 HC 组相比,MS 患者在局灶性白质（white matter,WM）病变中表现出显著降低的FA（p=0.028）、ODI（p=0.013）、ficvf（p＜0.001）以及显著升高的 AD（p=0.003）,RD（p＜0.001）,MD（p＜0.001）,而 MS患者全脑的看似正常脑白质（Normal appearing whitematter,NAWM）纤维显微结构无明显变化。相较于HC组而言,MS患者长、短程纤维在MD、AD、RD值均有显著的微结构变化,为了更好地比较长短程纤维损伤的严重程度,标准化后的z分数结果显示,短程纤维相较于长程纤维表现出显著增大的MD（短纤维zMD=3.00±3.02,长纤维zMD=1.13±1.07;p=0.017）及 RD 值（短纤维 zRD=2.06±2.58,长纤维zRD=0.91±1.30;p=0.002）。且我们发现患者信息处理速度即符号数字编码测验（the Symbol digit modalities test,SDMT）得分和短纤维所经路径的FA值明显相关（r=0.781,p=0.038）。研究结论:1、早期MS结构病变即有严重的脱髓鞘及轴突损伤表现,而短程纤维结构连接比长程连接损害的更严重。2、DTI和NODDI技术能够发现早期MS患者病灶的微结构损伤,应用DTI和NODDI定量研究可以反映MS患者病灶内脱髓鞘及轴突脱失等组织结构破坏严重程度。3、早期MS即表现出认知功能障碍,与短程纤维的损伤相关。