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轻度阿尔茨海默病患者脑功能网络度中心度改变的初步研究
目的:利用度中心度(degree centrality,DC)的方法探讨轻度阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)患者及遗忘型轻度认知功能障碍(amnestic mild cognitive impairment,aMCI)患者在静息态下脑功能网络连接属性的改变.方法:收集12例轻度AD患者、12例aMCI患者和15名健康老年志愿者(normal control,NC组)参加试验.所有受试者均行简易精神状态检查量表(mini-mental state examination,MMSE)及其他系列量表测试,评估其认知水平,并采集静息态功能MRI数据,经预处理和后处理计算出全脑DC值图,采用双样本t检验进行组间比较,分别检测轻度AD组与NC组、aMCI组与NC组间DC分布图间的统计学差异.结果:与NC组相比,轻度AD患者DC值减低的脑区主要分布在左侧眶部额下回、左侧额中回、左侧额下回、左侧后扣带回及右侧后扣带回;aMCI患者则分布于右侧楔前叶、左侧楔叶、右侧楔叶、右侧枕上回、右侧枕中回、左侧颞上回及右侧角回脑区DC值较NC组减低,而右侧前扣带回、左侧海马、左侧胼胝体压部的DC值较NC组升高.结论:基于静息态功能MRI数据的DC分析观察到轻度AD患者及aMCI患者在一些脑区发生了功能连接改变,DC作为一种新的基于体素水平描述脑网络属性的方法,可能对理解AD病理机制及观察其脑网络属性的改变提供了一个新视角.
关键词： 静息态功能磁共振 轻度阿尔茨海默病 遗忘型轻度认知功能障碍 脑功能网络 度中心度 -
应用静息态功能磁共振评价高压氧治疗对改善创伤性颅脑损伤患者执行功能的作用
目的 应用静息态功能磁共振(resting state function magnetic resonance imaging,rs-fMRI)观察高压氧治疗(hyperbaric oxygen therapy,HBOT)对改善创伤性颅脑损伤(traumatic brain injury,TBI)患者执行功能(executive function,EF)的作用.方法 选取50例TBI后EF障碍患者,按照数字表法随机分为HBO组(n=25)和对照组(n=25),对照组接受常规基础治疗及EF康复训练,HBO组在对照组治疗的基础上加用HBO治疗,HBOT压力0.2 MPa,105 min/次,1次/d,5d/周,共20次.所有受试者在治疗前后均应用画钟测验、中文版Stroop色词测验、韦氏成人智力量表相似性评分测验EF,同时采用rs-fMRI技术结合ReHo、ALFF分析方法,观察HBOT对TBI患者的大脑各区域代谢活动的强度、局部脑区神经元细胞同步性以及协调性改变情况,分析影像学数据与神经心理学量表评估结果的相关性.结果 干预后2组间比较,HBO组Stroop-A耗时、Stroop-C耗时与正确阅读数及干扰效应评分改善程度明显优于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05).不同干预后,2组TBI患者共同脑区在顶上小叶ALFF值差异有统计学意义(P＜0.05).相关性分析发现,HBO组差异脑区顶上小叶与干扰时间呈正相关(P＜0.05).HBO组差异脑区额中回与卡片A的正确阅读数呈正相关(P＜0.05).结论 EF康复训练、HBO联合EF康复训练均能不同程度地改善TBI患者的EF;HBO联合EF康复训练对改善TBI患者的EF效果更好;HBOT改善TBI患者EF可能是通过调节额中回、顶上小叶脑区的自发活动及局部一致性而实现的.
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首发抑郁症患者静息态功能磁共振低频振幅成像及其差异脑区与攻击行为的关系
目的 通过静息态功能磁共振(fMRI)探讨首发抑郁症患者脑区低频振幅(ALFF)的改变及差异脑区与其攻击行为的关系.方法 选择30例未经治疗或已停药2周的首发抑郁症患者(抑郁症组)和30例性别、年龄、文化程度相匹配的健康志愿者(正常对照)作为研究对象,对所有入选人群进行3.0T静息态功能磁共振扫描,采集血氧水平依赖信号(BOLD)图像,低频振幅(ALFF)技术处理两组BOLD图像,对结果进行两样本t检验,获取差异改变脑区,并提取差异改变脑区的ALFF值与抑郁症攻击行为之间进行相关分析获得相关显著脑区.结果 与正常对照组相比,抑郁症组左侧岛叶、顶叶亚脑回、中央前回,右侧颞上回、中央前回、额下回的ALFF值增高,差异具有统计学意义(P＜0.001,Alphasim校正);而左侧丘脑、楔前叶,右侧枕叶梭状回、舌回脑区的ALFF值减低(P＜0.001,Alphasim校正).相关分析仅发现:抑郁症组ALFF增加的脑区中左侧中央前回与身体攻击、面向自我的攻击和攻击总分正相关(r=0.41、0.49、0.39,P＜0.05或P＜0.01);右侧额下回ALFF值增加与愤怒负相关(r=-0.44,P＜0.05).结论 在静息状态下抑郁症患者大脑部分区域存在自发性神经活动异常,其中额叶有关区域的功能磁共振ALFF增加与攻击行为的发生密切相关.
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静息态功能磁共振在强迫症大脑网络连接研究中的应用
强迫症(OCD)是一种慢性致残性精神疾病.多项研究表明其大脑网络连接存在异常.静息态功能磁共振是研究OCD和其他精神疾病发病机制的重要工具,其中基于种子的感兴趣区域分析、独立成分分析以及图论分析是利用静息态数据量化大脑网络的常用方法.该文围绕上述方法就研究OCD大脑网络连接的现状和进展进行综述.
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阿尔茨海默病患者脑网络间交互作用异常的静息态fMRI研究
目的 利用静息态功能磁共振(functional magnetic resonance,fMRI)探讨阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)患者脑网络间交互作用异常.方法 采集27例健康老年志愿者及24例阿尔茨海默痛患者大脑静息态BOLD-fMRI数据.采用SPM8和RESTplus软件包进行数据预处理,选取属于默认网络(default network,DN)和背侧注意网络(dorsal attention network,DAN)的脑区,提取每个脑区的平均时间序列.为量化DN与DAN之间交互作用,运用功能连接分析法计算每个被试DN和DAN之间(DN-DAN)的功能连接值,对两组受试者的功能连接值进行独立样本t检验,计算两组受试者DN-DAN平均功能连接值.结果 正常老年人DN-DAN平均功能连接值为-0.133,AD患者DN-DAN平均功能连接值为-0.157.与正常老年组相比,AD患者DN-DAN功能连接负值增加(P=0.007).结论 AD患者DN与DAN之间交互作用存在异常,可为探寻阿尔茨海默病的发病机制提供新思路.
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AD患者脑功能偏侧性改变的静息态fMRI研究
目的 采用功能磁共振技术,探讨阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)患者静息状态下的脑功能偏侧性的改变.方法 实验数据均来自ADNI(Alzheimer disease Neuroimaging Initiative)数据库,以17例右利手阿尔茨海默病患者为研究对象,19例右利手正常老年人作为对照.将全脑灰质随机划分为左右半球对称的256对种子区,基于功能连接分析法计算偏侧性指数(laterality index,LI),量化分析静息态下脑功能偏侧性程度;计算0＜|LI|＜0.2、0.2≤|LI| ＜0.4、0.4≤|LI| ＜0.8、|LI| ≥0.8四段阈值下的左偏LI之和及右偏LI之和,探索AD患者较正常老年人静息状态下的脑功能偏侧性是否存在改变.结果 对照组在0＜|LI| ＜0.2、0.2≤|LI| ＜0.4、0.4≤|LI| ＜0.8阈值内左右半球偏侧性未见明显不同,在|LI|≥0.8的阈值内表现出明显的差异,体现出显著的左侧优势(P =0.005);与对照组比较,AD患者在|LI| ≥0.8阈值内左侧优势消失(P=0.06),在0.4≤|LI| ＜0.8阈值内出现显著的右侧优势(P=0.03).结论 对照组静息态脑功能存在一定的偏侧性,该偏侧性主要体现在偏侧性较强范围内(|LI|≥0.8),表现为左侧优势;AD组在偏侧性较强的范围内(0.8≤| LI|)左侧优势消失,可能是其特征性改变;AD组在偏侧性较弱的范围内(0.4≤|LI| ＜0.8)表现出右侧优势,可能是与认知有关的脑功能代偿所致.
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意识与脑功能连接性:麻醉药物作用机制的研究进展
背景 功能连接性(整合),相对于解剖结构连接性,是指在耦联的神经系统中信号之间存在统计学上的依赖关系,近年来发现大脑不同区域之间的功能连接性与意识关系密切,而麻醉药物诱导意识丧失的机制很可能与功能连接性有关.目的 现从意识与大脑功能连接性角度对麻醉药物作用机制的研究进展作一综述.内容 静息态功能磁共振(resting state functional magnetic resonance imaging,rs-fMRI)在分析大脑功能连接性方面具有优势,多项研究应用rs-fMRI技术分析全身麻醉药物对脑区功能连接性的影响,提示麻醉药物的可能作用靶点为脑区功能连接性. 趋向 rs-fMRI技术的不断发展,为研究麻醉药物作用机制开辟了新的方向.
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男性单相与双相抑郁障碍患者静息态局部脑区低频振幅差异的观察
目的:探讨男性中青年单、双相抑郁障碍患者静息态下局部脑区活动的低频振幅(ALFF)特征. 方法:对12例男性单相抑郁患者(单相抑郁组)、12例双相抑郁患者(双相抑郁组)及年龄及受教育程度相匹配的11名男性健康志愿者(健康对照组)进行3.0T静息态功能磁共振(fMRI)扫描,计算全脑ALFF值,并进行比较分析. 结果:3组间ALFF值在左侧颞中回(-54,-51,9;K=18)、双侧前扣带回(±3,42,15;K=20)比较差异有统计学意义(P均＜0.01,Alphasim矫正);与健康对照组相比,单相抑郁组双侧前扣带回(±3,39,15;K=18) ALFF值显著减少(P均＜0.01),双相抑郁组左侧颞中回(-48,-60,6;K=8;-51,-51,9;K=2)ALFF值显著增加(P均＜0.01);单相抑郁组较双相抑郁组左侧颞中回(-54,-51,9;K=10)和左侧前扣带回(0,42,18;K=16) ALFF值显著减小(P均＜0.01). 结论:男性单、双相抑郁障碍患者静息态下左前扣带回及左侧颞中回活动存在异常,或可作为区分单、双相抑郁障碍的生物学标记.
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不同症状为主的精神分裂症患者静息态功能磁共振成像研究
目的:探讨不同症状为主的精神分裂症患者在静息状态下功能磁共振成像(fMRI)是否存在脑功能异常及异常其区域.方法:采用病例-对照研究方法,将病例组分为妄想组(20例)和幻觉组(20例),分别对妄想组、幻觉组和20名正常对照进行fMRI扫描,利用局部一致性(ReHo)方法处理每个被试的fMRI数据.结果:与正常对照组比较,病例组ReHo值普遍降低,妄想组在右颞上回和左颞下回ReHo值增高;幻觉组在左额下回、左梭状回、右颞上回和右尾状核ReHo值增高.结论:以妄想症状为主的患者和以幻觉症状为主的患者在静息状态下可能存在广泛分布的脑区功能异常,二者异常有共同点,也有各自的特征.
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精神分裂症首次发病患者额顶网络功能连接与面孔情绪识别能力的关系
目的：探讨首发精神分裂症患者在静息状态下额顶网络的功能连接特点，及其与面孔情绪识别能力的相关性。方法：对37例首发未用药的精神分裂症患者（患者组）和30名年龄、性别、利手、受教育程度与患者相匹配的健康者（正常对照组）进行静息态功能磁共振（ fMRI）扫描，收集两组的一般临床特征，并采用面孔情绪测试评价被试的面孔情绪认知功能；以双侧背外侧前额叶（DLPFC）为种子点比较两组间额顶网络功能连接的差异，并分析与面孔情绪认知功能的相关性。结果：与正常对照组相比，患者组 DLPFC 与左顶下小叶（t =-3.243，Alphasim 校正 P <0.05）、左额下回（t =-3.151，Alphasim校正 P <0.05）、左额中回（t =-3.151，Alphasim 校正 P <0.05）、双侧尾状核（t =-4.325，Alphasim 校正 P <0.05）、左颞中回（t =-3.120，Alphasim 校正 P <0.05）的功能连接减低；与双侧扣带回中部（t =2.731，Alphasim 校正 P <0.05）、右中央前回（t =3.991，Alphasim 校正 P <0.05）、右岛叶（t =3.991，Al-phasim 校正 P <0.05）功能连接增强。患者组额-顶通路的功能连接与面孔情绪认知障碍呈正相关（r =0.501，P <0.05）。结论：首发精神分裂症患者额顶网络的功能连接存在异常，其中 DLPFC-顶下小叶通路的功能连接降低可能影响患者面孔情绪识别能力。
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首发精神分裂症患者静息态脑局部一致性功能性磁共振研究
目的：应用功能性磁共振（fMRI）技术，探讨首发精神分裂症患者静息状态下脑局部一致性（ReHo）功能变化的特征。方法：对首发未用药精神分裂患者（急性期组）及性别、年龄、受教育年限匹配的经抗精神病药治疗后症状缓解的首发精神分裂症患者（缓解组）各17例，分别进行 fMRI 扫描，利用ReHo 的方法分析数据，比较两组间 ReHo 变化。结果：与急性期组相比，缓解期组表现出右侧颞上回、舌回/梭状回、左侧和右侧额下回、左侧和右侧中央后回、小脑等脑区局部一致性异常，均有统计学意义（P 均﹤0.05）。结论：缓解期组较急性期组相比，多个脑区有相应的局部一致性异常，这种脑功能特征的变化，可能与抗精神病药改善症状有关，且可能反映精神分裂症生物内表型的变化。
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难治性精神分裂症患者脑局部一致性的功能磁共振研究
目的：探讨难治性精神分裂症患者在静息状态下的脑功能活动情况。方法：采用局部一致性（ ReHo）方法，对24例难治性精神分裂症患者（患者组）和21名与之相匹配的正常人（正常对照组）在静息状态下脑功能活动情况进行比较分析。结果：与正常对照组相比，患者组在静息状态下ReHo增强的脑区为双侧楔前叶、右内侧前额叶和右侧颞上回；ReHo降低的脑区为左侧脑干（未校正，P＜0.001，cluster＞10）。结论：难治性精神分裂症患者在静息状态下发生功能活动改变的脑区主要集中于默认网络内。
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早期精神分裂症患者静息态脑功能低频振幅研究
目的：通过静息态功能磁共振探讨早期精神分裂症患者脑功能低频振幅变化。方法：对首次发病未用药早期精神分裂症患者（急性期组）、经药物治疗临床症状缓解的早期精神分裂症首次发病患者（缓解期组）以及性别、年龄、受教育年限匹配的健康对照者（对照组）各17例，进行静息态功能磁共振扫描，并计算低频振幅（ ALFF），比较3组ALFF变化。结果：三组间ALFF有差异的脑区为左侧直回、梭状回/舌回、右侧颞下回、左侧顶叶、枕叶、楔叶、中央后回、小脑；与健康对照组相比，两病例组ALFF降低的脑区集中在左侧半球，为左侧顶叶小叶，左侧颞下回；而缓解期与急性期组相比，ALFF增加的脑区为右侧壳核，ALFF降低的脑区为直回、楔前叶、梭状回/舌回、左侧颞叶、左侧中央前回和后回、左侧枕中回。结论：精神分裂症患者早期阶段存在多个脑区静息态低频振幅异常，低频振幅降低的脑区主要分布在左侧大脑半球。
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男性偏执型精神分裂症患者静息态功能磁共振脑自发低频振幅的变化
目的：利用静息态功能性磁共振成像（fMRI）技术观察男性偏执型精神分裂症患者脑自发低频振幅（ALFF）的变化。方法：对36例男性偏执型精神分裂症患者（病例组）和19名年龄、利手、性别、受教育程度相匹配的健康者（对照组）进行静息态 fMRI 扫描；分析两组全脑各区域 ALFF 的差异。结果：与对照组比较，病例组双侧额中回、右颞中回、右顶下回、左中央前回 ALFF 明显减低；右颞上回、双侧颞下回、左枕下回 ALFF 明显增强（P 均﹤0.01）。结论：男性偏执型精神分裂症患者脑部广泛区域存在 ALFF 异常。
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抑郁症首次发病与复发患者静息态功能磁共振低频振幅比率的差异
目的:探讨首发与复发中青年抑郁症患者静息态下功能磁共振脑区低频振幅比率(fALFF)特征的差异,以及与症状严重程度和发作次数的相关性. 方法:对16例首发抑郁患者(首发抑郁症组),16例复发抑郁患者(复发抑郁症组)和16名健康对照进行3.0T静息态功能磁共振扫描.结果在方差分析的基础上进行两两双样本t检验,将差异脑区与汉密尔顿抑郁量表总分及抑郁发作次数进行相关分析. 结果:3组间fALFF值差异有统计学意义的脑区是左颞横回/左脑岛、左壳核、左前扣带回、左额上回及额中回(P＜0.05,Alphasim矫正).复发抑郁组与首发抑郁组相比,复发抑郁组左壳核、左前扣带回、左额中回及左脑岛fALFF值升高(P＜0.05,Alphasim矫正)；复发抑郁组与健康对照组相比,复发抑郁组左额上回及左前扣带回fALFF值升高(P＜0.05,Alphasim矫正).抑郁症差异脑区与临床症状相关分析显示,左脑岛和左侧壳核fALFF值与发作次数正相关(r=0.450,P=0.021;r=0.535,P=0.004). 结论:复发抑郁患者脑区fALFF升高,从能量的角度提示首发与复发抑郁存在差异,并表现出与复发抑郁患者更易复发的临床现象相关.
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帕金森病患者静息态脑功能局部一致性研究
目的 探讨帕金森病(PD)患者静息态脑功能局部一致性(ReHo)的变化.方法 采集22例原发性PD患者(PD组)和22名健康对照者(正常对照组)的静息态功能磁共振(fMRI)数据,并进行比较.分析PD患者"开"期和"关"期局部一致性(ReHo)值差异有统计学意义的脑区的ReHo值与PD患者左手对指改善率的相关性.结果 与正常对照组比较,PD组"关"期ReHo值的减少主要集中在左侧壳核、双侧小脑半球,而增加的脑区集中在右侧丘脑、左侧额中回、左侧运动前区、右侧顶下小叶、右侧中央后回、双侧辅助运动区、楔前叶.PD组患者"开"期双侧小脑、颞下回、右侧壳核、右侧楔前叶、右侧丘脑、双侧辅助运动区ReHo值较"关"期显著增加;而右侧小脑后叶、右侧颞中回、右侧颞上回、左侧额中回、左侧额上回、右侧后扣带回较"关"期显著.PD患者左手对指改善率为1.59%~126.67%,平均(54.15±38.02)%.Pearson 相关性分析结果显示,PD患者右侧丘脑ReHo值与左手对指改善率呈正相关(r=0.637,P<0.01).结论 PD患者静息态脑功能存在广泛异常,左旋多巴对于PD患者的大脑功能环路具有修饰作用.丘脑作为运动环路的一个重要节点,在PD患者中其神经元代谢、功能等也发生了改变.
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CR1基因多态性对遗忘型轻度认知障碍患者脑功能的影响
目的:探讨补体受体1(CR1)基因rs3818361多态性对遗忘型轻度认知障碍(aMCI)患者脑功能的影响模式.方法:以85例aMCI患者及135例健康对照(HC)者为研究对象,根据CR1 rs3818361基因型分型,采用静息态功能磁共振成像技术,结合多维度认知神经心理量表评估,运用低频振幅算法,分析CR1rs3818361多态性对aMCI患者脑功能的影响.结果:(1)多维度认知神经心理量表功能评分在aMCI组和HC组间的差异有统计学意义(P＜0.05).(2)疾病与基因产生交互作用脑区为右侧额上回(rSFG)及前扣带回(AC).(3) aMCI组GG基因型患者rSFG和AC的低频振幅值与简易精神状态量表评分呈负相关,与连线测试B所耗时间呈正相关(P ＜0.002 38).结论:CR1 rs3818361基因多态性可影响aMCI患者的总体认知功能和执行功能,且局部脑区活动增强可能是对认知功能障碍的代偿.
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路易体痴呆与帕金森病多模态功能磁共振比较研究
目的:探讨路易体痴呆(dementia with Lewy body,DLB)患者和帕金森病(Parkinson's disease,PD)患者静息状态下脑结构及功能的改变.方法:对16例DLB患者、20例PD患者和20例正常者对照进行T1结构像、静息态功能磁共振扫描,比较3组间脑区局部一致性(regional homogeneity,ReHo)和灰质体积(grey matter volume,GMV)的差异,并将差异与蒙特利尔认知评估量表(Montreal cognitive assessment,MOCA)、简易精神状态量表(mini mental state examination,MMSE)、统一的PD评分量表第三部分(unified Parkinson's disease rating scale-Ⅲ,UPDRS-Ⅲ)进行相关分析.结果:①与对照组比较,DLB组左侧小脑前叶、双侧距状裂、双侧尾状核ReHo增高,左侧额中回ReHo减低;PD组右侧颞上回、右侧缘上回ReHo增高;与PD组比较,DLB组双侧尾状核ReHo增高,右侧缘上回、左侧额下回ReHo减低.②与对照组比较,DLB组双侧尾状核、右侧颞叶GMV减少;与PD组比较,DLB组右侧尾状核、右侧颞叶GMV减少.③DLB组双侧尾状核ReHo值与UPDRS-Ⅲ评分呈负相关.结论:DLB患者静息态下脑结构和功能发生改变,这些改变可能与疾病的病理生理机制有关.
关键词： 路易体痴呆 帕金森病 静息态功能磁共振 局部一致性 基于体素的形态学测量 -
学龄期儿童静息态功能磁共振度中心度的脑网络发育研究
目的:应用静息态功能磁共振(resting-state functional magnetic resonance imaging,rs-fMRI)的分析方法,从神经影像学的角度研究正常学龄期儿童脑网络发育的特征.方法:3组学龄期儿童(7～8岁16例、9～10岁18例、11～12岁15例)分别进行rs-fMRI扫描,采用度中心度(degree centrality,DC)作为测量指标.结果:差异明显的脑区包括左侧颞下回(F=77.309,P＜0.001)、左侧中扣带回(F=10.821,P＜ 0.001);两脑区7～8岁组DC值低于9～10岁组和11～12岁组,差异均有统计学意义(P＜0.05);9～10岁组和11～12岁组DC值比较,差异无统计学意义(P＞0.05).结论:随着年龄增长,学龄期儿童三维空间相关的脑网络发育逐渐完善;9～10岁可能是学龄期儿童三维空间相关脑网络发育的关键期.
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基于静息态功能磁共振异常脑区体素值的帕金森病分类研究
目的 通过提取正常对照组与帕金森病(PD)组静息态功能磁共振图像特征实现PD的分类.方法 对32例正常人(正常对照组)与32例PD患者(PD组)采用3.0T磁共振扫描仪进行静息态功能磁共振检查;接着使用DPARSF软件对图像进行预处理,得到全脑的低频振幅(ALFF)、比率低频振幅(fALFF)和局部一致性(ReHo)参数图;然后对参数图利用双样本T检验提取具有显著差异的脑区体素值作为图像特征值,利用支持向量机分类器对特征值进行模型训练;后采用分类精度、受试者操作特性(receiver operating characteristics,ROC)曲线及曲线下面积(AUC)值对分类结果进行评价.结果 在ALFF、fALFF和ReHo参数图上分别提取了1 167、1 678、2 780个异常脑区体素值,利用这些脑区体素值取得了较理想的分类结果,其中基于ReHo参数图的分类结果好,其分类精度为96.97％,AUC值为0.99.结论 通过提取正常对照组与PD组静息态功能磁共振图像中差异脑区体素值,可以对PD实现较高准确率的分类,为临床诊断提供辅助依据.
