7.0T静息态fMRI分析恒河猴脑默认网络

目的 分析健康恒河猴大脑的默认网络（DMN）结构。方法 采用7.0T fMRI获得麻醉状态下健康恒河猴的静息态数据;以DPARSF软件包对猴脑静息态功能像进行预处理,将其配准到恒河猴标准模板112SM-RL-T1;之后利用GIFT软件包对预处理后的功能像数据进行组独立成分分析。结果 本文方法可较准确地对猴脑静息态数据进行预处理,并获得静息态脑网络功能连接图;其中DMN包括位于中线区的后扣带回、前扣带回、内侧顶叶皮质、后压部皮质以及大脑左右半球较为对称的腹侧壁内区域、背侧颞上沟回、颞区、弓状沟回及部分视觉区域等脑区。结论 借助7.0T fMRI,本文证实恒河猴默认网络与人类默认网络在结构上具有相似性,此类模型可辅助进行药理性实验研究以及神经认知类研究。     

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。     

静息态fMRI评价进食前后脑默认网络变化

目的 采用静息态fMRI评价进食前后脑默认网络（DMN）的变化。方法 选取15名健康志愿者,均进食标准实验早餐,于空腹、早餐后、餐后2 h及午餐前4个时间段接受静息态fMRI检查。采用独立成分分析方法提取DMN。将提取的4个时间段DMN数据进行重复测量方差分析,获得差异有统计学意义的脑区,再将其作为蒙片,提取差异脑区的功能连接Z值,并进行统计学分析。结果 4个不同时间段时,前扣带回与内侧前额叶眶回的功能连接差异有统计学意义（P<0.001,体素数目>85个）。与空腹比较,早餐后及餐后2 h前扣带回与内侧前额叶眶回的功能连接Z值较小（P均<0.05）;与午餐前比较,早餐后及餐后2 h功能连接Z值亦较小（P<0.05）;余时间段两两比较,前扣带回与内侧前额叶眶回的功能连接Z值差异均无统计学意义（P均>0.05）。结论 进食前后前扣带回和内侧前额叶眶回的功能连接发生相应变化。     

静息态功能磁共振数据处理方法的应用

目的 比较静息态fMRI数据处理方法中的分数低频振幅(fALFF)、局部一致性(Reho)和功能连接(FC)在数据分析中的侧重点和敏感性。 方法 采集10名正常志愿者和10例脑干梗死患者亚急性期静息态fMRI数据,采用各种算法分别处理数据,提取患者的静息态脑网络(RSN),并比较其相对正常人改变的区域。 结果 fALFF和Reho提取的患者RSN包含脑默认网络后部和初级视皮质,FC提取的RSN与脑默认网络基本一致。比较患者与正常对照,Reho方法无有意义结果,fALFF和FC得到不同结果,选择不同ROI的FC也得到不同的结果。 结论 fALFF与Reho侧重脑局部功能活动的分析,FC侧重脑整体功能活动的分析;Reho对本数据敏感性最差,而FC最好,其中ROI的选择对结果影响很大,依据本数据的特性选择比依据先验知识选择得到的结果敏感性更高。     

慢性腰背痛患者的脑静息态功能磁共振成像

目的 观察慢性腰背痛患者静息状态下的脑功能活动特点。方法 对15例慢性腰背痛患者及16名健康对照组受试者进行静息态脑功能磁共振成像,应用局部一致性(ReHo)方法处理fMRI数据,观察脑功能成像的差异。 结果 与健康对照组相比,慢性腰背痛患者双侧额叶、右侧枕叶、双侧前扣带回等脑区的ReHo值升高;中脑导水管周围灰质、臂旁核、脑桥、左侧顶叶后部、双侧扣带回后部及邻近楔前叶的ReHo值减低。结论 静息状态下慢性腰背痛患者多个脑区的功能活动存在异常,可能与机体对持续疼痛刺激的适应性增加、内源性镇痛系统活动减低等有关。     

一体化PET/MR分析脑默认网络工作机制

目的 利用一体化PET/MR探讨脑默认网络功能连接和葡萄糖代谢的空间相关性。方法 对9名健康人行一体化PET/MR脑成像,获得同步的静息态MR脑功能成像（fMRI）和PET图像。分析静息态脑默认网络脑区连接与葡萄糖摄取分布的相关性。结果 基于静息态fMRI的脑默认网络与PET图像高代谢区域有很好的空间分布相似性。相关性分析显示,右侧后扣带区域内脑功能连接值与相对葡萄糖摄取（rGU）值的相关性最显著（r_s=0.833,P<0.001）。结论 一体化PET/MR可为研究脑默认网络的神经生理机制提供新的手段。     

对比观察阳性及阴性亚型精神分裂症患者静息态下局部脑活动改变

目的 采用静息态fMRI观察阴性亚型与阳性亚型精神分裂症患者静息态下局部脑活动改变。方法 采集44例精神分裂症患者及20名健康志愿者（对照组）的静息态fMRI数据,根据阳性与阴性症状量表（PANSS）评分,将其分为阳性亚型（n=25）和阴性亚型（n=19）组,分析2种亚型患者与对照组间静息态下脑活动局部一致性（ReHo）的差异,获得有差异脑区。结果 与对照组比较,阳性亚型患者右侧额上回眶部及左侧颞中回ReHo值减低,左侧枕下回、右侧壳核和双侧舌回ReHo值增高;阴性亚型患者左侧中央后回、右侧额上回眶部ReHo值减低,左侧小脑-8区、颞下回及右侧壳核ReHo值增高。结论 阳性亚型及阴性亚型精神分裂症患者均存在广泛的静息态脑活动异常,但其功能差异脑区不尽相同,推测可能存在不同的神经病理学基础。     

物质成瘾患者静息态自发性神经活动改变: Meta分析

目的 采用meta分析观察物质成瘾患者静息态自发性神经活动改变。方法 检索自建库至2022年4月23日,万方医学网、中国知网、维普数据库、中国生物医学文献数据库、Web of Science、PubMed、Cochrane及Embase数据库中关于物质成瘾患者与健康受试者局部一致性(ReHo)和低频振幅(ALFF)/ALFF分数(fALFF)差异的文献并加以筛选,提取相关数据进行分析,观察物质成瘾患者静息态自发性神经活动改变。结果 最终纳入26篇文献、769例物质成瘾患者。合并分析、ReHo分析及ALFF/fALFF分析结果分别显示,物质成瘾患者辅助运动区(SMA)激活度升高、楔前叶及前扣带回(ACC)激活度降低,ACC和前丘脑及SMA激活度升高、直回及楔前叶激活度降低,左侧小脑半球小叶Ⅷ激活度升高、角回(AG)激活度降低。结论 物质成瘾患者存在三脑网络模型激活异常。     

重型抑郁障碍患者默认网络静态与动态功能连接变化

目的 基于静息态功能MRI(rs-fMRI)观察重型抑郁障碍(MDD)患者默认网络(DMN)静态与动态功能连接变化。方法 回顾性分析55例MDD患者(MDD组)及35名健康体检者(对照组)头颅高分辨率结构图像及rs-fMRI;以Matlab平台CONN工具箱进行图像预处理及独立成分分析(ICA)以提取DMN;比较组间DMN与全脑静态与动态功能连接变化;采用Pearson相关性分析观察MDD组与对照组存在差异脑区DMN与汉密尔顿抑郁量表-24项(HAMD-24)、汉密尔顿焦虑量表(HAMA)及韦氏智力测验评分的相关性。结果 相比对照组,MDD组DMN与丘脑、楔前叶及中央前回静态功能连接均减弱(P均＜0.05);MDD组DMN与丘脑功能连接强度与HAMD-24评分呈低度负相关(r=－0.333,P=0.014)。相比对照组,MDD组DMN内侧前额叶皮层、左/右外侧顶叶与伏隔核,以及左外侧顶叶、后扣带回与丘脑动态功能连接均减弱。MDD组DMN内侧前额叶皮层-伏隔核、后扣带回-丘脑动态功能连接强度与HAMD-24评分呈低度正相关(r=0.313,P=0.019;r=0.311,P=0.021)。结论 MDD患者DMN与局部脑区存在静态与动态连接异常,部分与抑郁症严重程度相关。     

经典三叉神经痛患者脑局部自发活动的静息态功能MRI

目的 观察经典三叉神经痛（CTN）患者静息状态下脑局部自发活动的改变。方法 对27例CTN患者（CTN组）和27名健康对照者（对照组）行静息态脑功能MRI数据采集,采用局部一致性（ReHo）数据分析方法获得CTN组ReHo差异脑区,并对组间差异脑区ReHo值分别与患者视觉模拟评分（VAS）和病程行相关性分析。结果 与对照组比较（P<0.05,高斯随机场校正）,CTN患者双侧初级感觉运动皮层,右侧辅助运动区、颞下皮层和小脑,左侧丘脑、边缘叶/海马旁回和颞上/中皮层ReHo值增高;双侧前额皮层/眶额皮层和脑岛,右侧额内侧皮层和颞上皮层,左侧前扣带回、缘上回和小脑ReHo值减低。右额内侧皮层ReHo值与病程呈负相关（r=-0.45,P=0.03）;左侧初级感觉运动皮层ReHo值与VAS评分（r=0.46,P=0.02）呈正相关。结论 CTN患者存在疼痛相关功能脑区自发功能活动一致性的异常,有助于对CTN发生机制的理解。     

功能磁共振成像观察颈动脉/大脑中动脉狭窄或闭塞患者的图片工作记忆

目的 探讨左侧颈内动脉/大脑中动脉狭窄或闭塞患者与正常人图片工作记忆的激活脑区差异及其记忆障碍的脑加工机制。方法 对患者组12例左侧颈动脉/大脑中动脉狭窄或闭塞患者 (其中左侧颈内动脉狭窄4例,左侧颈内动脉闭塞2例,左侧大脑中动脉狭窄5例,左侧大脑中动脉闭塞1例)及24名健康志愿者(对照组)进行图片工作记忆任务的功能磁共振成像,采用AFNI软件进行分析。结果 左侧颈内动脉/大脑中动脉狭窄和闭塞患者的反应时间显著延长(P<0.05),正确率显著降低(P<0.05)。患者组图片工作记忆的编码期、保持期、提取期的脑激活显著少于对照组,其中提取期最为明显。结论 左侧颈动脉狭窄/闭塞患者图片工作记忆任务的脑激活区存在损害,功能磁共振成像研究能为早期诊断认知障碍提供影像学依据。     

基于ICA的一氧化碳中毒迟发性脑病患者默认脑网络损伤研究

目的分析一氧化碳中毒迟发性脑病患者(delayed encephalopathy after acute carbon monoxide poisoning,DEACMP)静息状态下默认脑网络改变特征,探讨磁共振在一氧化碳中毒迟发性脑病患者的认知损伤评估应用及研究价值。材料与方法采集22例DEACMP患者和22例年龄、性别、受教育年限相匹配健康对照组的fMRI数据,应用独立成分分析(independent component,ICA)法分离静息态脑网络成分并进行统计学分析,首先用单样本t检验制作网络成分模板,再运用两独立样本双侧t检验进行组间功能网络内异常脑区的比较,采用24项汉密尔顿抑郁量表(24-item Hamilton Rating Scale for depression,HAMD-24)、汉密尔顿焦虑量表(Hamilton Anxiety Rating Scale,HAMA)、简易精神状态评价量表(Mini-mental State Examination,MMSE)等评估临床症状。结果通过DEACMP与健康对照组数据分析获得静息态默认脑网络模板,静息态默认脑网络功能连接分析结果显示双侧额上回、双侧楔叶及左侧顶叶角回功能连接增强。结论一氧化碳中毒迟发性脑病患者存在静息状态下默认脑网络异常,主要表现为功能连接的增强;DEACMP患者脑内可能存在一定的认知功能代偿。     

White matter microstructure underlying default mode network connectivity in the human brain

Resting state functional magnetic resonance imaging (fMRI) reveals a distinct network of correlated brain function representing a default mode state of the human brain. The underlying structural basis of this functional connectivity pattern is still widely unexplored. We combined fractional anisotropy measures of fiber tract integrity derived from diffusion tensor imaging (DTI) and resting state fMRI data obtained at 3 Tesla from 20 healthy elderly subjects (56 to 83 years of age) to determine white matter microstructure underlying default mode connectivity. We hypothesized that the functional connectivity between the posterior cingulate and hippocampus from resting state fMRI data would be associated with the white matter microstructure in the cingulate bundle and fiber tracts connecting posterior cingulate gyrus with lateral temporal lobes, medial temporal lobes, and precuneus. This was demonstrated at the p < 0.001 level using a voxel-based multivariate analysis of covariance (MANCOVA) approach. In addition, we used a data-driven technique of joint independent component analysis (ICA) that uncovers spatial pattern that are linked across modalities. It revealed a pattern of white matter tracts including cingulate bundle and associated fiber tracts resembling the findings from the hypothesis-driven analysis and was linked to the pattern of default mode network (DMN) connectivity in the resting state fMRI data. Our findings support the notion that the functional connectivity between the posterior cingulate and hippocampus and the functional connectivity across the entire DMN is based on distinct pattern of anatomical connectivity within the cerebral white matter.     

遗忘型轻度认知障碍患者默认网络改变:基于后扣带回的脑连接研究

目的 探讨遗忘型轻度认知障碍(aMCI)患者后扣带回(PCC)功能连接的变化。 方法 选取性别、年龄和教育程度相匹配的18例aMCI患者(aMCI组)和20名健康老年人(健康老年组)进行GRE-EPI序列的静息状态fMRI检查,以PCC作为种子点,与全脑其他区域进行基于体素的时间序列相关分析。 结果 aMCI组与PCC有显著连接的脑区包括双侧背外侧前额叶(DLPFC)、左侧内侧前额叶(MPFC)及左侧前扣带回(ACC)、双侧顶下小叶(IPL)、双侧颞中回和双侧楔前叶。健康老年组与PCC有显著连接的脑区包括双侧DLPFC、右侧MPFC及ACC、双侧IPL、双侧颞中回、双侧颞下回和双侧楔前叶。健康老年组较aMCI组在右侧额上回、额中回、额下回的盖部及三角部、MPFC及ACC、颞中回及左侧楔前叶连接增强;aMCI组多个脑区功能连接较健康老年组增强,主要包括左侧半球的扣带回中部、顶上小叶(SPL)、IPL、颞中回及右侧IPL。 结论 PCC是aMCI患者脑代谢最先降低的区域,aMCI的PCC与多个功能区的连接破坏是其情节记忆功能减退的生物学基础,而其连接增强提示功能代偿可能。     

难治性抑郁症患者静息状态默认网络的改变

目的 探索难治性抑郁症(TRD)患者脑静息状态默认网络与正常对照组间的差异.方法 10例TRD患者和12名对照者接受440 s的静息脑功能扫描.运用功能连接分析得出个体的静息状态默认网络并进行组间比较.结果 与对照组比较,TRD组双侧颞中回、直回、楔前回、左侧眶回、右侧顶下小叶与后扣带回的连接功能减弱.结论 TRD患者的静息默认网络连接中多个脑区活动减弱,可能导致患者自我控制和情感行为功能异常.     

Group independent component analysis of language fMRI from word generation tasks

Language fMRI has been used to study brain regions involved in language processing and has been applied to pre-surgical language mapping. However, in order to provide clinicians with optimal information, the sensitivity and specificity of language fMRI needs to be improved. Type II error of failing to reach statistical significance when the language activations are genuinely present may be particularly relevant to pre-surgical planning, by falsely indicating low surgical risk in areas where no activations are shown. Furthermore, since the execution of language paradigms involves cognitive processes other than language function per se, the conventional general linear model (GLM) method may identify non-language-specific activations. In this study, we assessed an exploratory approach, independent component analysis (ICA), as a potential complementary method to the inferential GLM method in language mapping applications. We specifically investigated whether this approach might reduce type II error as well as generate more language-specific maps. Fourteen right-handed healthy subjects were studied with fMRI during two word generation tasks. A similarity analysis across tasks was proposed to select components of interest. Union analysis was performed on the language-specific components to increase sensitivity, and conjunction analysis was performed to identify language areas more likely to be essential. Compared with GLM, ICA identified more activated voxels in the putative language areas, and signals from other sources were isolated into different components. Encouraging results from one brain tumor patient are also presented. ICA may be used as a complementary tool to GLM in improving pre-surgical language mapping.     

敏感编码螺旋填充fMRI的图像质量及其初步应用

目的 评价敏感编码螺旋(Sense-Spiral)成像技术在静息态fMRI中的图像质量及其应用。方法 分别采用EPI和Sense-Spiral序列采集50名健康青年志愿者的静息状态fMRI数据,比较所得数据的相对信号强度和伪影严重程度,及对默认模式网络(DMN)和其功能连接的显示能力。结果 与EPI序列相比,Sense-Spiral序列具有更高的灰白质对比度,显著改善了内侧眶额皮层、腹侧基底核区、颞极、颞下回前部和小脑半球的信号丢失和图像变形。Sense-Spiral序列可准确构建DMN,其内后扣带皮层与内侧眶额皮层、中扣带回/楔前叶前部的功能连接强度高于EPI序列,与内侧枕叶、楔前叶后下部、双侧角回及颞中回后部的功能连接强度低于EPI序列(P<0.05,FWE校正)。结论 Sense-Spiral序列可明显改善静息态fMRI的图像质量,尤其适用于EPI图像伪影严重脑区的功能连接分析。     

超声弹性成像组织弥散定量分析评价肌肉损伤

目的 探讨超声弹性成像量化分析评价肌肉损伤后肌肉组织硬度的价值。方法 选取20例腓肠肌损伤患者(损伤组)及80名健康志愿者(正常组)。将正常组按年龄段划分为青年亚组(<30岁),中年亚组(30~60岁),老年亚组(>60岁),青年亚组25例,中年亚组30例,老年亚组25例。均行常规二维超声及超声弹性成像,并进行弥散性定量分析。比较正常组男女性间、各年龄段亚组受检者间、以及损伤组患侧与健侧间小腿肌肉弹性参数的差异。对损伤组患侧与健侧间存在统计学差异的参数与二维超声测得的液性区容积行Pearson相关性分析。结果 损伤组患侧与健侧间,11个参数中,除应变均值、蓝色区域所占百分比(AREA%)、复杂度的差异有统计学意义外(P均<0.001),标准差、偏度、峰度、对比度、均等性、杂乱度、一致性、相关性的差异均无统计学意义(P均>0.05)。正常组男、女性及3个亚组间11个弹性参数的差异均无统计学意义(P均>0.05)。损伤组中患侧应变均值与液性区容积呈负相关(r=-0.81,P<0.01)。结论 超声弹性成像弥散性定量分析可在二维超声的基础上提供更为客观、准确的肌肉硬度的定量数据及图像信息。