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灌注、弥散、功能成像原理及应用
本文简述了当今医学影像学检查中的灌注成像、弥散技术、功能成像等新的成像技术的原理及临床应用.
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fMRI脑功能成像及事件相关实验设计的研究进展
本文分析了国内外基于fMRI的脑功能成像研究状况.介绍了事件相关设计的原理和基本范式,并对其方法学优势作了简要分析,为fMRI标准化事件相关实验的进一步研究提供参考.
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基于fMRI的立体视觉数据分析辅助诊断系统
目的：通过立体视觉数据分析系统处理fMRI数据，验证该软件是否可行；方法：被试在3D和2D片源刺激下的fMRI数据经过对齐、配准、分割、标准化、平滑、一般线性分析和T检验，得出3D-2D的激活区，并与专业软件S P M对比结果精确性与处理耗时；结果：确立了三维立体视觉特征脑激活图谱，在保证结果精确性的基础上处理时间减少30%；结论：B A18、B A19、B A37分区是否激活可以作为三维立体视觉功能检测的重要依据，该分析系统可作为fMRI立体视觉分析的辅助软件。
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基于神经影像学技术的针刺效应影响因素分析
针灸是中医学的重要组成部分,更是其精华之所在,临床应用广泛,其疗效在国际上被广泛认可[1-2].与针灸密切相关的经络、腧穴理论均来源于我国古代经典著作,但缺乏客观的可视性依据,导致针灸的作用机制尚不明确.因此,探究针灸治病作用机制、针刺与大脑功能之间的相关性已成为针灸研究的重要课题.针刺的作用机制可能与中枢神经系统密切相关[3-4],大脑通过将针刺刺激转换为信号以维持系统内部和相互之间的稳定状态.功能磁共振成像技术(functional magnetic resonance imaging,fMRI)作为一种新兴的研究人脑功能的方法,将结构成像与功能成像相结合,具有无污染、无创、可重复的特点.
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基于经穴效应与颅内经络的关系对针刺高血压病合并脑萎缩患者的fMRI脑功能成像研究
目的:运用功能核磁共振(fMRI)脑功能成像原理,观察针刺对于高血压病合并脑萎缩患者的脑功能连通性、经络敏感性、穴位治疗效应的相关改变,分析在病理因素影响下,颅内经络的改变对经穴效应的影响.方法:正常对照组8例,原发性高血压病组10例,原发性高血压病合并脑萎缩组10例.对原发性高血压病患者和原发性高血压病合并脑萎缩患者分别测定针刺太冲穴前后的实验压痛阈值,比较针刺对两组受试者的镇痛效应差异.在手法捻针刺激基础上,3组患者均按照组块设计方案刺激与静留针交替进行,针刺过程中fMRI扫描3组患者静息态脑功能成像特点,通过Matlab软件SPM2模块分析数据,获得效应脑区,采用感兴趣区(ROI)法对3组患者激活差异进行比较.结果:原发性高血压病组患者针刺前后压痛阂值差异有统计学意义(P＜0.05),原发性高血压病合并脑萎缩组患者针刺前后压痛阈值的比较差异无统计学意义(P＞0.05).正常组主要激活区域在左侧扣带回、左侧额叶、左侧顶叶、左侧颞叶,原发性高血压病组患者主要激活区域在左侧扣带回、左侧顶叶、左侧颞叶、右侧额叶,原发性高血压病合并脑萎缩组患者主要激活区域在左侧扣带回、双侧颞叶.正常组与原发性高血压病组患者激活点数无显著性差异(P＞0.05);原发性高血压病合并脑萎缩组患者的激活点数比针刺原发性高血压病组明显降低,有显著性差异(P＜0.05);在左侧顶叶、左侧扣带回激活点数降低明显,激活强度在左侧扣带回、左侧顶叶、左侧颞叶明显降低,有统计学差异(P＜0.05).结论:脑萎缩等中枢神经系统疾病损伤颅内经络,不仅损伤脑功能,而且使针刺激活脑功能区的区域面积和强度明显减少,降低外周经络的敏感性,影响针刺的疗效,针刺提高颅内相应脑区的连通性是治疗此类疾病的机制之一.
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电针正常人足三里和关元穴中枢效应的fMRI脑功能成像比较
目的:利用fMRI脑功能成像,比较电针时位于肢体的足三里穴及腹部的关元穴激活的脑功能区及其功能区网络连接的异同.方法:21名健康志愿者参加电针足三里穴、关元穴时的fMRI试验.分别在针刺前静息状态、留针、电针(15 Hz,3次30 s,间隔1 min)、拔针后静息态采集fMRI脑功能数据,并记录电针任务时针感.采用t检验及卡方检验分析针感,SPM 2、短程和长程“中心度”法分析脑激活功能区及其之间的功能网络连接.结果:在电针电流无显著性差异条件下,电针足三里穴较关元穴诱导出了更强的胀满感及麻木感.电针两穴均产生了相似的前下扣带回-额叶内侧回网络的显著负激活效应,留针及电针能改变脑静息态脑功能默认功能模式,于额叶内侧回、扣带前回前下部短程脑功能网络出现了明显的即时针刺后效应.足三里穴较关元穴产生了更强的短程脑功能网络连接.结论:针刺足三里、关元穴具有显著相似的对脑边缘叶-额叶内侧皮层脑网络的调制作用,但也存在小的差异,体现穴位脑效应的相对特异性.
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针刺申脉穴的fMRI脑功能成像研究
目的:研究针刺申脉穴脑功能变化的规律和激活脑区的定位信息.方法:利用血氧依赖性磁共振成像技术,获得健康志愿者的申脉穴在行针及留针不同针刺状态下的脑功能变化图像,利用SPM信号处理系统,对比分析不同针刺状态下脑功能变化的规律.结果:针刺申脉穴主要激活边缘系统(丘脑、扣带回、海马旁回)和额叶、颞叶等脑区,在行针和留针过程中激活的脑区存在较为明显的规律性变化,在行针过程中首先激活对侧脑区,留针后逐渐由对侧延伸到双侧.结论:激活的脑区可能在申脉穴治疗失眠等心境障碍性疾病时起一定作用.
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运用fMRI观察电针关元及中脘穴相对特异性的脑功能网络
目的:比较电针关元和中脘穴激活的脑功能区及其功能区网络连接的异同.方法:21名健康志愿者参加电针关元穴、中脘穴时的fMRI配对试验,在针刺前静息状态、留针、电针(15 Hz,3次30 s,间以1 min)、拔针后静息态采集fMRI脑功能数据,并记录电针任务后的针感.采用t检验及卡方检验分析针感,SPM 2、短程和长程“中心度”法分析脑激活功能区及其之间的功能网络连接.结果:关元穴显示更强的胀满感.电针两穴均产生了额叶内侧部的明显负激活,留针及电针能改变脑静息默认功能模式,额叶内侧回、扣带前回前下部及海马区(脑边缘叶-旁边缘叶-新皮层系统)脑功能网络出现了明显的即时针刺后效应.两穴位脑效应存在较小的差异.结论:针刺关元、中脘穴均具有对脑边缘叶-旁边缘叶-新皮层网络的调制作用,但也存在较小的差异,显示了穴位脑效应相对特异性.
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外关穴真、假针刺fMRI脑功能成像研究
目的:运用fMRI脑功能成像技术,研究外关穴真针刺、假针刺不同状态下,青年志愿者不同脑区的激活情况,以印证"经穴特异性-脑相关假说".方法:12例健康志愿者随机分为外关穴真针刺和假针刺组,分别接受不同的刺激.同时,运用GE公司3.0T 超导MRI系统完成脑部扫描.所得图像采用SPM2软件包进行处理和分析.结果:外关穴真针刺能显著激活BA45、37、44、40、22、13、37、47区、海马、杏仁核、黑质等区域,外关穴假针刺则能显著激活BA46、44、41、13、40、37、19区等区域,与假针刺对比,外关穴真针刺能显著激活BA8区和小脑等区域,在一定程度上印证了赖新生教授的"经穴特异性-脑相关学说".
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针刺健康志愿者太溪穴静息态fMRI脑功能成像研究
目的:运用fMRI技术观察针刺健康志愿者双侧太溪定时脑区的激活/负激活情况,比较针刺前后的差异.方法:15例健康志愿者针刺太溪穴30 min,针刺前和出针后15 min进行静息态fMRI扫描,所得数据进行低频振幅(ALFF)分析.结果:比较针刺前,出针15 minALFF值增强的脑区为右侧小脑后叶下半月小叶、左侧大脑额叶额中回、大脑皮层Brodmann分区(Brodmannarea,BA)10区,未发现减弱脑区.结论:ALFF分析显示脑功能区功能状态的特异性变化可能与太溪穴临床功效的中枢机制相关.
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脑功能成像技术在中医脑研究中的应用价值
1中医理论构建了整体研究脑功能的模型中医学和西医学以不同的认识方法研究同一对象.中西医的本质区别是方法论的不同.西医强调病理生理机制,注重微观,从形质角度研究人体组织、器官、物质的能量代谢及其联系和控制;中医注重宏观整体,通过"以象测脏、司外揣内",构建了一个基于辩证法、对立统一、整体性等思想在内的理论模型."象"是输出于外的"象变量"或"症状变量",是表现于外的客观实际,而"内部变量",包括脏、经络、气血阴阳、风、火、痰、湿、瘀等,则是在简单解剖的基础上对外在客观表现的总结和抽象.中医学是一个系统的、极其难得的资源,包括丰富的药物知识、证候认识、针刺经验等.
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基于fMRI的Top-down面孔加工神经机制的研究现状
面孔加工在日常生活和交往中具有重要作用,而人们通过联系先验经验或利用虚幻想象对视觉信息进行加工,进而识别出不同面孔的过程就是脑功能研究中的一种自上而下(top-down)加工方式.研究面孔top-down加工机制对于进一步了解面孔加工机制,揭示面孔加工机制是否具有特异性具有重要意义.本文对近几年来面孔top-down加工相关的功能磁共振研究方法和成果进行归纳和分析,其中包括基于功能磁共振信号强度计算的面孔感兴趣区分析;面孔top-down加工的全脑网络分析以及面孔top-down加工的因果模型分析.后对该研究领域的发展进行展望.
关键词： 面孔加工 top-down加工方式 fMRI 梭状回面孔区 -
大鼠空间辨别性学习记忆的脑fMRI研究
目的运用功能性核磁共振(fMRI)技术,探讨已建立空间辨别性学习记忆的模型大鼠脑中代表记忆痕的高兴奋区.方法通过水迷宫建立大鼠空间辨别性学习记忆模型,对不同训练时间段的模型组与游水组和对照组大鼠行fMRI检查大鼠脑中高兴奋区.结果模型大鼠脑内,与学习记忆相关的脑区额叶、颞叶等神经元活动增强,表现为高兴奋区.该兴奋区有时空差异.在训练7天时,脑内高兴奋区位于前额叶皮质和嗅球,兴奋度高(象素水平p<0.0001).在14天时,脑内高兴奋区仍位于前额叶,兴奋度亦高,但较前稍低(p<0.0005).在21天时,脑内高兴奋区位于颞叶皮质,兴奋度高(p<0.0001).游水组和对照组无高兴奋区(p>0.001).结论已建立空间辨别性学习记忆的大鼠脑内出现代表记忆痕的高兴奋区.在训练不同时间段,脑内高兴奋区的强度和部位发生相应的变化.此变化提示前额叶皮质是短期记忆过程中重要的整合中枢,颞叶皮质参与了长期记忆.
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基于独立成分分析的时间自相关方法在功能磁共振激活区自适应提取中的应用
传统基于ICA的激活区检测手段是将分离后的独立成分与参考信号做相关性分析.实际问题中,不同区域的脑血流动力学响应情况不同,因此往往得不到标准的参考信号.针对此类问题,提出时间自相关方法(TSC)与ICA方法结合,在不需要参考信号的情况下,通过检测体素点各周期的时间序列相关性,对fMRI数据进行激活区提取.应用5-邻域ICA方法对fMRI数据逐点处理,然后应用时间自相关算法检测各时间序列周期间的相关性,选择大的自相关系数作为该体素点的信号值.再通过2变换将相关系数分布转换为服从N(0,1)的Z分布,提取出具有显著性差异(a=0.05)的激活区.将自相关算法应用于仿真数据和12组双手握拳运动的真实fMRI数据的处理,结果表明该方法能够准确提取出仿真数据中的激活区.对真实数据的处理,该方法在空间准确性上与GLM方法无显著性差别(0.465 3±0.136 8 vs 0.490 5±0.134 1),在时间准确性上显著优于GLM方法(0.636 4±0.011 1 vs 0.369 2±0.010 9),具有良好的脑功能激活区检测及空间定位能力.
关键词： 独立分量分析(ICA) fMRI 时间自相关 假设检验 自适应阈值 -
基于代价函数掩模法的局部脑损伤fMRI数据处理
功能磁共振数据空间预处理中,个体图像到标准空间的归一化一般采用基于强度小化的自动归一化标准方法.在处理有明显脑结构局灶异常的数据时,由于病灶区与模板的不匹配,该算法会导致图像的严重扭曲和变形,造成数据失真和功能激活区定位错误.采用代价函数掩模方法,归一化处理有明显脑结构局灶异常功能数据,可减少传统归一化方法因脑损伤而扭曲、变形对数据造成的影响.本研究对4例顶叶主运动区有明显脑结构异常(2例脑膜瘤,2例脑胶质瘤),手动功能评价的fMRI砌数据进行处理.首先采用代价函数掩模法对病灶区进行掩盖,然后再进行标准模板的归一化处理,归一化后的结果用SPM软件分析脑激活区.实验表明,基于代价函数掩模法的归一化方法可以有效地减少局灶脑结构异常fMRI数据归一化过程中的扭曲,提高脑功能区定位的准确性,数据处理的结果更符合脑病理情况下脑区活动的真实情况.
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中英语言任务执行时大脑功能活动的fMRI研究进展
应用FMRI技术探讨大脑功能活动,已成为重要的研究手段.通过对有关文献的回顾性分析,探讨母语为中文或英文受试者以及失读症和颞叶性癫痫等患者在中英文双语学习过程中大脑功能活动的变化,认识双语刺激下不同大脑功能活动的神经机制,旨在为未来的双语学习、教学以及语言康复提供有效的指导.
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精神分裂症患者情绪知觉的神经成像研究(综述)
近来,关注精神分裂症患者情绪知觉的研究越来越多.对此研究的历史可以追溯到Kraepelin(1856-1926)和Bleuler(1857-1939),他们认为情感障碍可能是精神分裂症患者的一个显著特征[1].
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针刺足三里穴PET和fMRI脑功能成像的初步探讨
目的探讨针刺足三里穴脑功能成像的实验方法和针灸治疗的中枢机制.方法利用18FDG-PET 和fMRI-BOLD 脑功能成像方法,获取针刺足三里穴脑内葡萄糖代谢和脑血流变化有关的实验数据,利用SPM和感兴趣区图像分析方法(ROI)获得脑功能变化的可视性实验依据.结果针刺右侧足三里穴引起视丘下部、同侧室旁核和双侧颞叶的葡萄糖代谢和脑血流增加.结论针刺足三里穴可引起植物神经中枢和颞叶功能变化,与足三里穴的治疗胃肠疾病和改善精神和睡眠状态的治疗作用密切相关.
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高频重复经颅磁刺激治疗脑卒中患者单侧空间忽略的功能磁共振研究
目的:观察高频重复经颅磁刺激(rTMS)治疗脑卒中患者单侧空间忽略(USN)的临床疗效并调查rTMS疗效的神经影像学机制.方法:30例脑卒中后USN患者随机分为试验组和对照组各15例,两组患者均进行常规康复治疗;试验组给予额外的rTMS治疗,治疗强度为运动阈值的95％,频率10Hz,刺激点位于患侧右顶叶皮质区域(EEG 10-20标准的P4点),每次治疗10min,2次/d,连续治疗10天.观察治疗前及治疗10天后行为学表现和静息态fMRI改变情况.结果:和对照组相比,rTMS治疗后试验组USN症状明显改善(线段划销实验,P=0.038);图形删除测试,P=0.034;凯瑟琳-波哥量表,P＜ 0.05);高频rTMS治疗可增强患侧脑区颞上回、额中回、顶上小叶、楔前叶及小脑前叶兴奋性,增强患侧半球的竞争抑制作用.结论:高频rTMS可明显改善脑卒中患者USN症状,并且可以使功能脑网络发生可塑性改变,平衡左右大脑半球兴奋性.
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颅脑损伤患者执行功能障碍的研究
研究显示脑损伤患者执行控制功能存在障碍.目前,有关脑损伤患者记忆障碍的研究大多应用威斯康星分类卡片测验进行初筛,采用功能性磁共振(fMRI)检测相应脑区代谢或血流情况加以相应的机制探讨,二者结合极大地推动了脑损伤后工作记忆,尤其是执行功能障碍的相关研究.
