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MRI临床应用新进展
磁共振成像设备的飞速发展为许多高端新技术在临床的应用奠定了基础,很好地解决了临床应用过程中的伪影和心血管成像等难题,在心脏的冠脉成像、血管造影成像、弥散和灌注成像、磁共振波谱、以及功能磁共振成像等方面均取得了令人瞩目的进展,大大地满足了临床与科研的需要.
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基于功能连接的急性脑干梗死默认功能网络研究
目的 探讨急性期脑干梗死患者默认功能网络(Default Mode Network,DMN)的改变.方法 对26例急性期脑干梗死患者(患者组)及26例志愿者(对照组)进行静息态MRI扫描,采用功能连接的方法以后扣带回(Posterior Cingulate Cortex,PCC)为种子点计算DMN,将患者组及对照组的DMN分布图进行双样本t检验比较两组之间的差异.结果 患者组及对照组均获得DMN分布图,患者组与对照组比较,内侧前额叶与PCC之间的功能连接显著减低.结论 急性期脑干梗死患者DMN内核心节点间功能连接的减低可能是其出现认知障碍的原因之一.
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独立成分分析实现成组fMRI数据的信号分离
采用基于row-wise的ICA(独立成分分析)组分析方法,分析了相同任务下采集的一组fMRI数据.结果表明:该方法可以较好地提取出所有被试者中具有共同时间序列的信号.
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术中人脑功能实时成像技术进展
脑组织恶性病变往往需要通过脑外科手术进行治疗.如何在大程度切除恶性病变区域同时小化损伤脑功能区,在神经外科领域一直是世界难题.针对这一问题,本文详细介绍了目前国内外术中脑成像技术的新进展,并进一步指出内源信号光学成像技术具有明显优势,有望成为解决该问题的关键技术.虽然该技术起步晚、技术新,但是基于此技术研发的成像系统无需与脑组织接触,能够实现高时空分辨率成像,可以为临床应用解决重要问题.已经有研究利用该技术在啮齿类和灵长类动物上开展工作,但是目前在人脑上还没有成熟的成像系统,因此急需研制一套基于内源性光学信号成像原理的术中人脑功能活动实时成像仪.
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功能磁共振在神经外科手术计划中的应用
随着功能磁共振(functional MRI,fMRI)技术的发展,fMRI技术已经在神经外科得到了越来越广泛的应用,以保护脑功能进而提高手术预后.本综述对任务态fMRI、弥散张量成像(Diffusion Tensor Imaging,DTI)及静息态fMRI(rs-fMRI)技术在神经外科手术计划中的应用进行了探讨.目前任务态fMRI与DTI纤维束追踪技术已经广泛应用于神经外科手术术前计划中,用以评估病灶与功能区的空间关系,具有较高的稳定性及可靠性.rs-fMRI相关研究也表明其在对于神经功能区、神经认知功能区、致痫灶的判断及定位方面的临床应用潜力.随着磁共振技术的不断完善,fMRI将进一步提高神经外科手术预后.
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急性脑梗死血清S100B变化
脑梗死是严重危害身体健康的常见的脑血管病,占到全部脑卒中的70%,在疾病早期及时发现并得到即时有效的干预治疗,是降低脑梗死恶化、致残、死亡的关键.目前,对缺血性中风的诊断依然停留在通过影像学获得确诊依据的临床阶段,而早期缺血性变化在CT扫描上很微弱或缺如,功能磁共振DWI(磁共振扩散加权成像)据报道可在缺血发生后90分钟显示病灶,与PWI(灌注加权成像)相结合可确定缺血半暗带,但磁共振设备昂贵,且有诸多检查禁忌证,临床难以普及.诸多研究已转向寻找对脑梗死进行早期诊断、指导治疗、判断预后的血清标记物.本研究采用ELISA法对急性脑梗死患者血清中S100B的变化作了动态观察,并分析了其与临床神经功能缺失症状的关系.
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颞叶癫痫的海马网络功能连接
由于海马和其他颞叶结构与其他脑区存在连接,颞叶癫痫(TLE)可以影响到颞叶以外的结构.采用磁共振(MRI)功能连接的方法来探索TLE海马网络的变化,以更全面的分析TLE的异常分布范围.共纳入三组被试:左侧颞叶癫痫TLE组(13例);右侧TLE组(11例)及健康对照组(16例).分别在这三组被试中划定左、右两侧海马为感兴趣区(Regions of interest,ROIs).通过测定静息态功能磁共振(functional MRI,fMRI)低频血氧水平(Blood oxygenation level dependent,BOLD)信号的相关性来寻找与ROIs存在着功能连接的脑区.采用独立样本t检验进行组间对比.在TLE中,海马与多个脑区功能连接增强,包括边缘系统中的几个关键区域(颞叶、岛叶、丘脑)、额叶、角回、基底节、脑干和小脑,同时海马与一些脑区之间的功能连接减弱,包括感觉运动皮质(视觉、体感、听觉、初级运动)和默认网络(楔前叶).左侧TLE的功能连接改变较右侧TLE更为明显.TLE功能连接改变揭示了TLE累及多个脑区,导致大脑神经网络功能失常.左侧TLE和右侧TLE的海马功能连接存在显著差异.
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Lennox-Gastaut综合征中的认知网络异常相互作用:可能的癫痫脑病发生机制
在Lennox-Gastaut (LG)综合征的患者中,持续反复的癫痫活动被认为是导致认知损害的原因(癫痫脑病).使用同步脑电图-功能磁共振(EEG-fMRI)的影像手段,发现在LG综合征中癫痫放电会涉及大量在正常情况下与认知重要过程相关的网络.因此在LG综合征中,癫痫活动与认知网络相关,患者出现广泛的认知损害.就此提出假设,LG综合征认知网络间的相互作用存在持续异常.使用无任务EEG-fMRI研究了15例LG综合征患者(28.7±10.6岁)和17名健康对照者(27.6±6.6岁).使用组独立成分分析(Group level independent components analysis,ICA),选定4个网络用于观察(默认模式、背侧注意、执行控制及前显著网络).对每一研究个体都进行网络内和网络间的功能连接分析后,再对比LG综合征患者和健康对照组的网络行为.为了证明在头皮未检测到放电行为时两组之间仍存在差别(即差别是持续存在的),用足够数据对6例患者进行了放电相关和放电非相关时段的分别分析.在LG综合征中,认知网络特点为:①网络内部整合性减少,包括在默认模式的网络中联系更弱;②网络之间的分离程度减低,包括默认模式和背侧注意网络间更强烈的连接.不论是否有头皮EEG的放电,fMRI上的异常相互作用均存在,表明在没有头皮能检测到的癫痫活动时也可能有异常网络行为的存在.在LG综合征中,认知网络之间相互作用关系是持续异常的.根据临床中LG综合征典型性地出现发病后认知下降,并且在癫痫得到控制后认知可能会有一定改善,该研究结果与提出的假说一致,表明LG综合征的癫痫过程可能导致并且使异常的网络行为延续.癫痫脑病的发生也许是持续存在的认知网络之间相互作用异常所导致的.
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癫痫猝死高危人群的静息态功能磁共振低频振幅研究
目的 既往报道认为癫痫猝死(Sudden unexpected death in epilepsy,SUDEP)的直接原因可能是痫性发作相关的心肺功能障碍,但越来越多的研究却发现这种心肺功能的改变很可能是继发于痫性发作后的弥漫性脑功能抑制.但目前痫性发作后脑功能抑制的神经网络基础尚不清楚.探讨运用血氧水平依赖(Blood oxygen level dependent,BOLD)的静息态功能磁共振技术对SUDEP高危人群的神经网络特征进行研究.方法 2012年9月-2013年3月四川大学华西医院神经内科癫痫专科门诊就诊患者纳入SUDEP高危患者13例,低危患者12例,进行静息态磁共振数据采集.采用低频振幅(Amplitude of low-frequency fluctuations,ALFF)作为测量指标,比较两组被试患者的局部静息态脑活动差异.结果 与低危患者相比,SUDEP高危组患者的ALFF值在右侧背外侧额上回、左侧眶部额上回、左侧岛叶及左侧丘脑的部分区域降低,而在右侧内侧和旁扣带回、右侧补充运动区及左侧丘脑的部分区域增高.结论 研究发现SUDEP离危患者确有功能神经网络的异常存在.从神经网络的角度展开对SUDEP的机制研究,为SUDEP的预警提供了可能的影像学标记.
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吸烟成瘾者功能磁共振成像研究及在戒烟治疗和管理领域中的应用
吸烟和二手烟被称为人类健康的杀手。在中国，每年有100多万人死于烟草相关疾病。据2015中国成人烟草调查报告，5年间我国吸烟者总数增加1500万，人数从2010年的3.01亿增长到2015年的3.16亿。烟草依赖是一种慢性高复发性疾病，其发病与中脑边缘系统的多巴胺回路有关。近年来，国内外学者使用静息态功能磁共振成像技术对吸烟成瘾者的大脑功能活动进行研究，发现吸烟成瘾者大脑功能活动发生变化。功能磁共振成像可帮助我们了解烟草的成瘾机制，为烟草依赖的诊断、治疗及健康管理提供依据。本文对吸烟成瘾者功能磁共振成像研究现状及在戒烟治疗和管理领域中的应用进行综述。
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针刺对脑白质疏松轻度认知障碍功能磁共振的影响
目的 观察针刺前后脑白质疏松轻度认知障碍的脑功能磁共振变化,探索针刺干预轻度认知障碍的作用机理和疗效的客观化标准.方法 以脑白质疏松轻度认知障碍为研究对象,以功能磁共振为研究手段,参考临床实际情况,长时程针刺干预,通过神经心理学量表评价脑白质疏松轻度认知障碍的临床变化.结果 针刺前听觉任务激活的脑区包括颞叶的颞上回(BA22)、颞中回(BA21)、颞极区(BA38),额叶的体感皮层(BA1)和前运动皮层(BA6).针刺后激活的脑区包括颞叶的颞上回(BA22),额叶的额眶叶(BA11)、额极区(BA10)、额叶被盖.被激活脑区明显少于针刺前被激活区.结论 LACI相关的脑功能区涉及到额、颞叶,表现为执行听觉任务时颞叶皮质激活增多,前额叶皮质未激活;长时程针刺后颞叶皮质激活减少,前额叶皮质激活.fMRI可以为轻度认知障碍的诊断、疗效判断以及针刺作用机理研究提供可视化依据.长时程针刺可以作为LACI的有效干预手段之一,能够减少被激活脑区,提高任务刺激加工效率.
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基于功能成像的针刺阳陵泉与被动对指对运动脑区影响的相关性研究
目的:观察针刺阳陵泉和被动对指运动的运动脑区功能成像特点,探讨针刺阳陵泉对运动影响的效应机制.方法:选择9名符合标准的健康受试者,分别进行针刺阳陵泉、静息态及被动对指运动的功能磁共振扫描,采用SPM等软件对扫描图像进行处理并统计分析,计算被动对指运动和针刺阳陵泉状态激活的脑区,并对两组激活的脑区进行对比分析.结果:针刺左侧阳陵泉激活的脑区部位主要有右中央前回、左中央前回、左颞上回等;进行左手被动对指运动时激活的脑区主要有右中央前回、右中央后回等,均以运动脑区为主,二者高度重合.结论:针刺阳陵泉穴与被动对指运动有关的脑功能区激活,为针刺阳陵泉穴治疗运动功能障碍提供可能的理论依据.
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基于功能磁共振成像的针刺阳陵泉对脑卒中患者执行控制网络影响研究
目的:分析脑卒中对执行控制网络(ECN)功能连接度影响,观察针刺脑卒中患者阳陵泉穴的即刻效应,探讨其中枢疗效机制.方法:20例脑卒中患者行静息态及针刺阳陵泉即刻的功能磁共振成像(fMRI),20名健康受试者行静息态fMRI,应用独立成分分析法提取ECN成分,比较ECN功能连接度差异.结果:脑卒中患者相较于健康受试在ECN左侧额下回、额上回、额内侧回、扣带回及岛叶功能连接度降低;患者针刺后较针刺前在ECN表现为右侧额上回及额中回功能连接度降低;患者针刺即刻效应下ECN功能连接度与健康受试静息态比较未显示差异.结论:运动通路损伤影响执行控制网络功能,该现象可能是病灶对侧运动相关脑区代偿性激活增强的原因.针刺即刻效应下ECN功能连接度趋于正常,针刺或可通过减弱ECN对运动相关脑区的抑制作用,以促进脑功能重塑,帮助运动功能康复.
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针刺阳陵泉对脑梗死患者被动运动的即刻效应观察
目的:应用功能磁共振观察针刺阳陵泉对脑梗死偏瘫患者被动运动的中枢即刻效应,为临床治疗该病提供参考依据.方法:使用1.5T磁共振扫描仪,对6例右侧脑梗死恢复期左侧偏瘫患者,在针刺左侧阳陵泉前后被动对指运动时进行功能磁共振扫描,并以假穴针刺作对照,观察其相应脑部的即刻激活部位.结果:所有患者被动运动的激活区集中在右侧运动感觉皮层,与假穴相比,针刺阳陵泉在左侧岛叶前部、额下回、中央前回、梭状回、小脑等区域,中枢效应强于假穴,这些区域涉及多个大脑网络.结论:针刺阳陵泉可能通过调节运动相关网络促进偏瘫恢复.
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基于功能磁共振成像技术的针刺作用机理研究现状及展望
脑功能磁共振成像(functional Magnetic Resonance Imaging,fMRI)是通过检测大脑皮层氧血红蛋白的变化来完成的.人脑在接受各种感觉刺激及运动、思维、记忆、精神活动时相应皮质功能区被激活,出现局部血流量增加,氧合血红蛋白增加,但氧耗量增加不明显,即脱氧血红蛋白相对减少.
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不同穴位电针对老年人吞咽功能影响的脑功能磁共振研究
目的 观察正常人在电针不同穴位后执行吞咽任务时脑部激活区的差异,研究影响吞咽功能穴位特异性可能的中枢机制.方法 招募10名老年健康志愿者,利用功能磁共振技术,抽签选取电针人迎穴和廉泉穴(治疗穴)或条口穴和地机穴(对照穴),电针穴位后取出电针,进行吞咽任务(包括吞咽准备及吞咽动作)扫描；3天后再选取另一组穴位电针后进行相同模式的扫描.分析治疗穴数据集和对照穴数据集,获得两组穴位电针后执行吞咽任务的差异脑功能激活区. 结果 治疗穴电针后执行吞咽准备时,脑激活区主要分布在两侧的中央前回、中央后回、额中回、颞中回、小脑、脑干、左侧的顶下小叶、缘上回；治疗穴电针后执行吞咽动作时,脑激活区分布在两侧的中央前回、右侧的颞上回和小脑.与对照穴比较,电针后治疗穴执行吞咽准备时的差异脑激活区为顶上小叶；执行吞咽动作时差异脑激活区集中在右侧梭状回、左侧枕中回、右侧舌回、后扣带回、楔叶.结论 电针人迎穴与廉泉穴可募集大脑对侧更多的脑区参与完成吞咽动作,提高全脑的协同性和代偿功能,从而改善吞咽功能.
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2型糖尿病患者异常活动脑区的改变
目的 应用静息态脑功能技术观察2型糖尿病患者脑区活动性的异常改变.方法 选择24例符合2型糖尿病诊断标准的患者为糖尿病组,与之匹配的24例健康志愿者为对照组,均进行头颅MR扫描,将采集的临床资料及提取活动性异常脑区进行多元回归分析.结果 2型糖尿病患者组相对于对照组存在多个异常的脑区活动ALFF值降低的脑区在颞叶、左扣带回、左小脑,增强的脑区位于右额叶、左海马、双侧楔叶.楔叶及颞叶改变与糖化血红蛋白存在相关性,楔叶与餐后血糖存在正相关.结论 2型糖尿病患者在尚未出现并发症阶段即出现脑区异常的改变,及早发现脑部病变对于临床早期发现及诊治具有积极意义.
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基于低频振幅算法的屈光参差性弱视自发脑活动研究
目的 基于低频振幅(amplitude of low frequency fluctuation,ALFF)算法分析屈光参差性弱视和正常对照组的功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)图像数据,对比揭示弱视患者脑部自发活动的异常,以及这些异常与弱视视力损失的相关性.方法 在闭眼静息条件下采集22例弱视成年人和21例正常对照组fMRI数据,对fMRI数据进行预处理,计算每个被试脑区的ALFF值.应用双样本t检验对ALFF结果 进行组间分析,采用皮尔森分析弱视不同脑区的ALFF与其损伤的相关程度.结果在屈光参差性成人弱视与正常组有显著性差异的脑区中,脑部自发活动增加的脑区主要分布在颞下回、颞上回、枕叶等区域,脑部自发活动降低的脑区主要分别在小脑后叶、额下回、额上回等区域.首次发现小脑后叶、楔回、枕叶、颞上回和额叶等区域脑区自发活动与弱视损伤有显著相关性.结论 基于低频振幅的静息态磁共振分析是有效的非侵入式脑区同步性异常研究方法,能够反映屈光参差性弱视自发脑部活动脑区异常表现,这些同步性异常表现与视力损失程度有较强的相关性,这些结果对于弱视致病机制模型研究和提出新的治疗方法都有重要启发.
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基于功能连接的屈光参差性弱视视觉网络损伤研究
目的 基于功能连接算法分析屈光参差性弱视和正常对照组的功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)数据,通过对比弱视患者脑部自发活动的视觉网络功能连接异常,揭示其视觉损伤机制.方法 在闭眼静息条件下采集21名弱视成年人和21名正常对照组的fMRI数据,进行去噪、校正等预处理后,计算初级视觉网络、高级视觉网络和视觉空间网络3个典型的视觉网络内和网络间的功能连接系数,并采用双样本t检验进行统计分析.结果 屈光参差性弱视与正常对照组在初级视觉网络中差异无统计学意义,在高级视觉网络和视觉空间网络中差异具有统计学意义,并且它们网络之间的功能连接差异也无统计学意义.结论 基于功能连接的静息态功能磁共振分析是有效的非侵入式脑区功能性连接异常研究方法,能够反映屈光参差性弱视不同视觉网络的自发脑部活动脑区异常表现,对于弱视致病机制模型研究和提出新的治疗方法都有重要启发.
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一种用于功能磁共振的同步器
目的 功能磁共振(functional magnetic resonance imaging,fMRI)在采集图像数据时,有两种同步信号输出方式:其一,每采集一层图像输出一个同步信号;其二,采集一幅脑图输出一个同步信号.由于第一种输出方式中同步信号过于密集,导致刺激计算机无法及时记录同步信号,从而失去同步.为此本文设计出一种基于复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic devices,CPLD)的单参数(同步参数)同步器.方法 采集一幅脑图时,该同步器对第一种同步信号的上升沿进行计数,计数期间输出维持高电平,直到后一个同步信号到来,才把输出拉低为低电平,从而实现第一种同步信号到第二种同步信号的转换.然后用Quartus 9.1对信号转换进行仿真以验证其功能.结果 经过CPLD处理器后,第一种同步信号被处理成第二种同步信号.此外,基于本设计做出的同步器亦成功应用于GE Sigma3.0T.结论 本文设计了具有同步信号转换能力的同步器,成功实现了输出方式的转变.该同步器达到同步信号转换要求,并具有较好的兼容性.
