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静息态下不同性别抑郁症患者脑功能及其差异的fMRI研究
目的:探讨静息态下不同性别抑郁症患者的脑功能特点及其差异.方法:男女抑郁患者各11例及性别、年龄、受教育程度均与患者匹配的健康对照22例参加静息态fMRI扫描.结果:男抑郁组较男对照组右额上回、双侧额中回、左楔前叶、右前扣带回背侧、左后扣带回、右海马旁回及右尾状核区域局部一致性增高(K值≥10,P＜0.005).女抑郁组较女对照组右额中回、左额下回、右后扣带回及左尾状核区域局部一致性增高(K≥10,P＜0.005).男抑郁组较女抑郁组左顶下小叶、右颞上回、右颞中回区域局部一致性增高(K≥10,P＜0.005),而女抑郁组未显示较男抑郁组局部一致性的增高;女对照组较男对照组左尾状核局部一致性增高(K≥10,P＜0.005),而男对照组未显示较女对照组局部一致性的增高.结论:进一步支持了既往提出的抑郁症存在的病理神经环路(边缘-皮层-纹状体-苍白球-丘脑)的假说,并认为静息态下抑郁症患者的脑功能具有性别差异.
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急性一氧化碳中毒后静息态脑功能特点
急性一氧化碳(carbon monoxide,CO)中毒可导致脑、心、肾、肌肉等器官的严重损伤,其中以脑损伤为严重,引起脑缺血缺氧、脑水肿及神经细胞变性坏死等一系列改变,患者在治疗后可遗留认知能力及精神的改变,表现记忆力、情绪等方面的改变.
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脑损伤静息态低频振幅预测数学认知能力受损情况
目的 找到简单有效的生物指标预测数学认知能力的成绩,避免患者进行长时间认知测验的痛苦、节省评估时间.方法 收集86例脑损伤患者静息态脑功能成像和结构像数据,以及数学任务(7个计算题目,2个数数题目)、读词任务(140个题目)得分.对全脑体素低频振幅与数学任务得分进行偏相关分析,将读词任务作为控制任务,使用AlphaSim进行多重比较校正,校正阈值设为P<0.05(体素水平P<0.05,团块大小>110体素).结果 发现5块脑区的低频振幅与数学任务成绩显著相关:左侧顶下小叶(161体素,r峰值=0.34)、左侧楔前叶/顶上小叶(141体素,r峰值=0.31)、左侧颞中回(359体素,r峰值=0.34)、左侧额中回(491体素,r峰值=0.36)、右侧额中回(156体素,r峰值=0.32).结论 脑损伤患者左侧的顶下小叶、楔前叶/顶上小叶、颞中回、额中回,以及右侧额中回的静息态低频振幅可以预测数学认识能力受损情况.
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计算机辅助认知训练对脑卒中患者认知功能恢复的影响及其机制的fMRI研究
目的:通过静息态功能磁共振成像探讨计算机辅助认知训练对缺血性脑卒中认知功能障碍患者海马功能连接模式的影响,并进一步分析其改善认知功能的可能机制.方法:将30例缺血性脑卒中认知功能障碍患者随机均等分为认知训练组(n=15)和对照组(n=15),认知训练组采用常规治疗结合计算机辅助认知训练(RehaCom系统),对照组只接受常规治疗,治疗时间为12周.所有受试者在治疗前后均进行认知神经量表评估(包括蒙特利尔认知评估量表,MoCA)和韦氏记忆量表,以及静息态功能磁共振扫描,观察治疗前后患者认知功能及静息态下海马功能连接模式的改变情况.结果:①认知训练组患者的认知功能改善程度明显高于对照组.②与对照组相比,治疗后认知训练组患者大脑与左侧海马功能连接增强的脑区,主要包括左侧楔前叶、右额内侧回、右侧额下回、左侧颞中回等;与右侧海马功能连接增强的脑区主要包括右侧额中回、左侧额下回、右侧额上回、小脑后叶、左侧楔前叶等.结论:计算机辅助认知训练有助于改善脑卒中认知功能障碍患者的认知功能,而静息态海马功能连接模式的转变可能是脑卒中后认知功能恢复的机制之一.
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腰痛静息态功能磁共振比率低频振幅的研究
目的:采用功能磁共振成像(fMRI)技术和比率低频振幅(fALFF)方法探讨静息状态下腰痛脑功能变化的特点.方法:采用3.0T磁共振成像仪采集12例健康志愿者(7男5女,23.8±3.6岁)正常状态与腰痛状态(肌肉注射5％高渗盐水)的静息态fMRI数据.采用DPARSF软件对所得数据进行预处理和fALFF分析、SPM8进行配对t检验比较两种状态下脑比率低频振幅的差异,并将疼痛状态的图像与疼痛强度VAS评分作相关性分析.结果:与正常状态相比,腰痛fALFF值增高的脑区包括双侧额下回、双侧小脑扁桃体、右海马旁回,fALFF值降低的脑区包括右额上回、右后扣带回、左初级躯体感觉皮质(S1)、双侧枕叶(P＜ 0.001,体素K≥10).腰痛状态右额下回fALFF值与VAS评分呈正相关,左S1、左枕叶fALFF值与VAS评分呈负相关(P＜ 0.005,K≥10).结论:静息状态下腰痛受试者部分脑区存在脑功能活动异常,这可能与疼痛刺激引起认知、情绪功能改变有关.
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基于独立成分分析的脑卒中感觉运动网络功能连接异常的研究
目的:运用独立成分分析(independent component analysis,ICA)探讨脑卒中偏瘫患者感觉运动网络功能连接变化.方法:收集33例慢性期左侧皮质下脑卒中患者和34例年龄、性别相匹配的健康志愿者的静息态功能磁共振成像(resting-state functional magnetic resonance imaging,rs-fMRI)数据,采用组ICA方法提取出健康对照组与脑卒中患者组的感觉运动网络,并运用双样本t检验(P＜0.05,AlphaSim校正)比较其组间差异.结果:与健康对照组相比,ICA提取出的感觉运动网络(包括背侧、腹侧、左侧和右侧感觉运动网络)在患者组均显示其内功能连接明显下降,具体涉及脑区有:背侧感觉运动网络内的左侧中央前回和右侧中央后回,腹侧感觉运动网络内的左侧中央后回,左侧感觉运动网络内的左侧辅助运动皮质和右侧中央后回,右侧感觉运动网络内的左侧中央前后回.结论:脑卒中偏瘫患者涉及全身感觉运动功能连接网络损伤,ICA为更加全面了解感觉运动功能损伤机制提供了一种新的有效途径.
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持续短阵脉冲刺激对健康大脑运动皮层局部一致性和低频振幅的影响
目的:探讨持续短阵脉冲刺激(continuous theta burst stimulation,cTBS)对双侧大脑初级运动皮层(primary motor cortex,M1)区兴奋性的影响.方法:选取21名健康志愿者作为被试,采用经颅磁刺激仪对被试右侧大脑M1区手部支配区进行一次cTBS干预,并分别在cTBS干预前和cTBS干预后即刻进行静息态功能磁共振扫描,比较cTBS干预前后双侧大脑M1区低频振荡振幅(amplitude of low-frequency fluctuations,ALFF)和局部一致性(regional homogeneity,ReHo)、平均局部一致性(mean regional homogeneity,mReHo)的变化.结果:双侧M1区在cTBS干预前后的ReHo、mReHo和ALFF指标均值显著降低(P＜0.05);体素水平的比较显示,右侧M1区顶部ALFF显著降低(FWE校正P＜0.05);大脑60,61,62亚区ALFF在cTBS干预前后差异显著(前测＞后测,P＜0.01);54、56、58、60、61亚区的ReHo值在cTBS干预后显著下降,差异具有显著性意义(FDR q＜0.05);56、58、60等多个亚区,mReHo差异显著(前测＞后测,FDR q＜0.05).结论:cTBS干预后,大脑右侧M1区多个亚区ALFF、ReHo、mReHo下降,表明cTBS能够抑制所刺激侧健康大脑运动皮层的兴奋性,且抑制效应在干预后即刻产生;大脑左侧M1区少量亚区的ALFF、ReHo、mReHo下降,表明cTBS可能同时抑制对侧运动皮层的兴奋性.
关键词： 持续短阵快速脉冲刺激 静息态 低频振荡振幅 低频振荡振幅比率 局部一致性 -
带状疱疹后神经痛病人静息态镜像同伦功能连接研究
目的:应用静息态功能磁共振成像(resting-state functional MRI,rs-fMRI)基于体素-镜像同伦连接(voxel-mirrored homotopic connectivity,VMHC)方法,探讨带状疱疹后神经痛(postherpetic neural-gia,PHN)病人两大脑半球之间的同伦功能连接改变.方法:利用3.0T MR采集18例右利手PHN病人(男性11例,女性7例;平均年龄,59.67±8.41岁)和18例相匹配的健康志愿者(男性11例,女性7例;平均年龄,38.50±7.51)的rs-fMRI数据.然后采用VMHC方法分析数据.结果:与健康对照组(healthy controls,HCs组)比较,PHN组背外侧前额叶、楔前叶和后扣带回(prefrontal cortex and the precuneus and posterior cingulate cortex,PCUN/PCC)存在VMHC显著下降.楔前叶和后扣带回(PCUN/PCC)VMHC下降与视觉模拟评分法(visual analog scale,VAS)疼痛评分呈正相关(ρ=0.651;P=0.006).受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线分析显示前额叶和PCUN/PCC两个脑区ROC曲线下面积分别是0.898和0.923,表明VMHC可以用来区别PHN和HCs组.结论:PHN病人两大脑半球间功能连接下降,而且这也是一个重要的新的途径去探究和更好的理解PHN病人脑内源性功能构架断裂的本质.
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慢性疼痛的静息态功能磁共振成像研究进展
慢性疼痛属于临床病症,其范围广泛涉及多个系统,病程通常在3个月以上.慢性疼痛患者的脑结构和功能均发生改变,学习和记忆能力受到影响.目前,慢性疼痛引发脑功能改变的机制尚未完全阐明.近年来,功能磁共振成像(functional MRI,fMRI)被广泛运用于慢性疼痛脑功能改变的神经病理机制研究.本文主要综述静息态fMRI在慢性疼痛脑功能改变的新研究进展.
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静息态fMRI评价神经梅毒脑功能改变
目的 采用静息态fMRI平均低频振幅率(mfALFF)算法评价神经梅毒患者静息态脑功能改变.方法 分别对17例神经梅毒患者(神经梅毒组)和17名健康志愿者(正常对照组)行静息态fMRI,采用mfALFF算法获得并比较两组mfALFF差异的脑区.结果 静息状态下,神经梅毒组左中央后回、左海马、左缘上回及角回、右额上回内侧/右额中回、右楔前叶mfALFF值低于正常对照组(P均＜0.01);神经梅毒组右苍白球/岛叶/丘脑、右海马尾部、右后扣带回、右颞下回、右楔叶mfALFF值高于正常对照组(P均＜0.01).结论 静息态fMRI可以检测神经梅毒患者脑功能变化.
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正常人运动皮质的功能连接网络及其小世界性
目的 利用静息态fMRI观察运动皮质的功能连接网络及其小世界性.方法 对90名健康成年志愿者行静息态fMRI数据采集,分别以双侧M1区为种子点获得全脑正性及负性功能连接脑图.以这些区域作为节点,计算其平均聚类系数Cp和平均短路径长度Lp、全脑随机网络属性Crand和Lrana；按照公式γ=Cp/C怕nd＞1和λ=Lp/Lrand≈1分别计算γ及λ值,以验证其小世界网络属性.结果 静息态以M1区为种子点的正激活区域主要包括双侧初级运动皮质、运动前区及辅助运动区；负激活区域包括双侧额上回、楔前叶、缘上回、角回、双侧颞上回及小脑后叶.在矩阵稀疏度0.1≤Sparsity＜0.5范围内,这些区域的小世界属性符合γ=Cp/Crand＞1及λ=Lp/Lrand≈1.结论 运动皮质的正性连接主要集中在运动系统内,负性连接与脑的默认网络类似,运动皮质功能网络具有小世界性.
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静息态fMRI观察轻、中度阿尔茨海默病患者脑区功能连接异常
目的 探讨轻、中度阿尔茨海默病(AD)患者全脑功能连接改变及差异.方法 对轻、中度AD患者(轻、中度AD组,各25例)及25名健康体检者(对照组,25名)行静息态fMRI.计算全脑116个脑区的功能连接,以单因素方差分析3组功能连接的差异,采用双样本t检验比较2组间功能连接对的差异.结果 与轻度AD组比较,中度AD组小脑内部及后扣带回与颞叶海马等的功熊连接减低,双侧海马间、后扣带回与内侧眶部额上回等脑区功能连接增加.与对照组比较,轻度AD组双侧海马间、小脑蚓部间功能连接增加,后扣带回与颞部海马、眶部额中回及背外侧额上回等脑区功能连接减低;中度AD组表现为小脑内部以及后扣带回与颞部海马、眶部额中回等脑区功能连接减低,后扣带回与内侧眶部额上回以及双侧海马等脑区功能连接增加(P均＜0.05).结论 中度与轻度AD患者脑功能连接异常存在差异,包括小脑内、双侧海马间连接异常,后扣带回连接减低以及微弱代偿.
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fMRI观察静息态下健康人睡眠剥夺前后脑局部一致性差异
目的 运用fMRI和局部一致性(ReHo)方法观察受试者睡眠剥夺(SD)前后静息态脑神经功能的变化.方法 对15名健康受试者分别在正常睡眠情况下(正常态组)和24 h SD状态下(SD组)间隔2周行静息态fMRI扫描.采用ReHo计算、分析数据,以SPM5软件进行配对t检验分析,设定差异有统计学意义(P＜0.001)的体素体积(V)为≥270 mm3.结果 与正常态组比较,SD组ReHo值升高的脑区主要包括左侧额中回,右侧中央前回、颞叶横回,双侧中央后回；ReHo值降低脑区包括左侧额中回、右侧额下回及右侧小脑后叶.结论 SD引起多个脑区形成的网络发生功能紊乱,其中以处于情绪调控环路中的相关脑区变化明显.静息态fMRI可以反映受试者SD状态下脑部功能区ReHo的改变.
关键词： 睡眠剥夺 磁共振成像 静息态 神经元自发活动局部一致性 -
吸烟者静息态fMRI脑功能连接研究
目的 采用静息态fMRI分数低频振幅技术(fALFF)及功能连接方法分析吸烟者脑功能活动.方法 收集53名吸烟者(吸烟组)和53名不吸烟者(对照组)的静息态fMRI资料,并将吸烟组分为少量吸烟亚组与大量吸烟亚组、轻度成瘾亚组与重度成瘾亚组,计算受检者fALFF值,观察2组及不同亚组间fALFF值、全脑功能连接差异.结果 与对照组相比,吸烟组左侧边缘叶等脑区fALFF值增加,右侧颞上回等脑区fALFF值下降;与少量吸烟亚组相比,大量吸烟亚组右侧颞上回等脑区fALFF值升高,双侧边缘叶等脑区fALFF值下降;与轻度成瘾亚组相比,重度成瘾亚组双侧额中回等脑区fALFF值增加,左侧边缘叶等脑区fALFF值下降.吸烟组较对照组可见多发功能连接增强和减低的脑区.结论 吸烟者与成瘾相关脑区活动增强、情绪控制脑区活动减弱,且部分脑区活动改变与吸烟量及烟瘾程度有关.
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酒精成瘾者静息态缺省模式网络fMRI
目的 应用静息态fMRI观察酒精成瘾者缺省模式网络(DMN)改变.方法 对30例酒精成瘾者(酒精成瘾组)及30名性别、年龄、受教育程度及尼古丁依赖程度相匹配的健康志愿者(对照组)进行静息态fMRI扫描,采取独立成分分析方法提取DMN,对两组DMN进行统计分析.结果 相对于对照组,酒精成瘾组DMN在右楔前叶、左小脑脚Ⅱ区功能连接减低,而在左后扣带回、右颞中回、右颞上回及右楔前叶区域功能连接增强.结论 酒精成瘾者DMN功能异常.静息态功能MR成像揭示酒精成瘾复杂神经机制具有一定的价值.
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基于体素的静息态fMRI观察复发-缓解型多发性硬化患者全脑度中心度改变
目的 采用基于体素的度中心度(DC)探讨复发-缓解型多发性硬化(RRMS)患者功能网络局部DC的变化特点.方法 对28例RRMS患者(RRMS组)与28名年龄、性别相匹配的健康志愿者(正常对照组)行静息态fMRI(R-fMRI)扫描及扩展残疾量表(EDSS)、进步式听觉累加测试(PASAT)和修正的疲劳影响尺度(MFIS)评分,在Matlab平台上采用基于体素的DC(阈值为0.25)方法分析R fMRI数据;采用t检验比较组内、组间参数,对RRMS组差异脑区的DC值分别与临床参数进行相关性检验.结果 与正常对照组比较,RRMS组双侧楔前叶、双侧颞下回、双侧内侧前额叶、左侧额上回、小脑前叶DC值明显增高,双侧前扣带回、双侧顶下小叶、双侧楔叶、双侧尾状核DC值显著减低(P＜0.05,Al-phaSim校正);右侧顶下小叶DC值与PASAT评分呈负相关(r＝-0.443,P=0.018),与MFIS评分呈正相关(r=0.557,P=0.002).结论 RRMS患者存在DC异常改变,且右侧顶下小叶DC值与认知功能下降及易感疲劳相关,表明DC改变是导致临床症状的可能机制.
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基于静息态功能连接模式的正常人脑扣带皮层亚区划分
基于静息态功能连接(rsFC)模式对正常人脑扣带皮层进行亚区划分,并分析不同亚区的功能连接模式.方法 收集47名右利手健康志愿者.采集结构磁共振图像及静息态功能磁共振图像.在蒙特利尔脑研究所标准空间勾画扣带皮层ROI.基于个体计算ROI中每个体素与全脑其他体素时间序列的Pearson线性相关系数,得到互相关矩阵,采用K-均值聚类算法自动聚类.采用交互验证的方法选择合适分割数.终计算大概率图谱.通过单样本t检验确定与每个亚区具有正功能连接的脑区.结果 扣带皮层被分为6个亚区:前扣带皮层、背侧中前扣带皮层、腹侧中前扣带皮层、中后扣带皮层、背侧后扣带皮层及腹侧后扣带皮层亚区.每个亚区有特异的静息态功能连接模式.结论 人脑扣带皮层依据不同的静息态功能连接模式分为6个亚区,每个亚区分属不同的脑功能网络,参与不同的功能.
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阻塞性睡眠呼吸暂停患者默认网络功能连接及拓扑属性异常
目的 观察阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)患者脑默认网络(DMN)内部各亚区的功能连接(FC)及拓扑属性的异常改变.方法 采集40例男性重度OSA患者(OSA组)和43名睡眠正常的男性志愿者(对照组)的静息态fMRI数据,以20个DMN亚区为种子点构建DMN的FC网络,获得OSA患者DMN各亚区间FC异常的脑区.计算拓扑属性参数小世界指数(ο)、网络全局效率(Eglob)和网络局部效率(Eloc),并评估与临床资料的相关性.结果 OSA组和对照组DMN均存在小世界属性.与对照组比较,OSA组前-后DMN、后DMN内部FC减低(P均＜0.05),Eloc减低(P=0.02).OSA组DMN异常的FC与Eglob值(r=-0.736,P＜0.001)、蒙特利尔认知(MoCA)量表评分(r=-0.453,P=0.006)呈负相关.结论 OSA患者DMN内部各亚区功能连接受损,且DMN拓扑属性异常改变,可能是其认知、记忆等功能障碍的神经影像学机制.
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初步观察早期盲人静息状态下的局部脑活动
目的 比较早期盲人(EB)与正常人之间脑低频振幅(ALFF)及活动幅度(AM)的差异,观察EB静息状态下的局部脑活动变化.方法 利用3.0T MR对16例EB(EB组)和32名性别、年龄相匹配的正常志愿者(NC组)行静息态fMRI数据采集.采用SPM8软件进行图像预处理,通过基于体素的分析比较两组间未标准化和标准化ALFF值的差异,并进一步比较标准化ALFF存在显著差异脑区的AM值.结果 与NC组相比,EB组未标准化ALFF值呈显著性增高的脑区主要位于双侧枕中回、枕下回、舌回、梭状回、距状沟皮质及颞下回;标准化ALFF值呈显著增高的脑区与未标准化ALFF值呈显著性增高的脑区基本一致;EB组上述脑区的AM值显著高于NC组.结论 EB静息状态下枕叶皮层活动增高,可能与皮层发育和可塑性有关.
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基于体素形态学脑灰质体积改变及静息态比率低频振幅分析首发精神分裂症青年患者
目的 观察首次发病且未经治疗的精神分裂症(SZ)青年患者脑灰质体积及神经元生理活动强度变化.方法 收集首次发病且未经治疗的38例SZ青年患者(SZ组)及40名健康志愿者(对照组),采用基于体素形态学(VBM)DARTEL法分析全脑灰质体积变化,以静息态比率低频振幅(fALFF)法分析脑神经元生理活动强度变化,提取组间有差异脑区的数据,并分析其与患者临床资料的相关性.结果 与对照组比较,SZ患者左侧额上回、右侧扣带回中部灰质体积缩小,右侧额上回、右侧额中回fALFF降低,双侧前扣带回fALFF增高.SZ患者阳性症状评分与首次发病年龄呈正相关(r=0.34,P=0.03).结论 首次发病的SZ青年患者存在额叶及扣带回灰质结构与功能异常.
