神经及精神障碍性疾病静息态fMRI研究

静息状态功能磁共振成像(resting-state functional magnetic resonance imaging,fMRI)是一种相对新的fMRI方法.相对于基于任务激活模式的fMRI,其在临床应用中有些潜在的优势.目前,很多研究组已开始应用静息状态功能磁共振成像对多种神经及精神障碍性疾病进行脑功能的观察研究,主要包括Alzheimer病、抑郁痛和精神分裂症,并取得了很大成果.故本文主要介绍静息态fMRI在这些神经及精神障碍性疾病方面的研究进展.     

静息态功能性磁共振成像的研究进展

静息态fMRI(resting-state fMRI)研究的是大脑在静息状态时的自发活动,近年来发展迅速,已成为脑功能成像研究的常用工具。老年痴呆症、癫痫、精神分裂症以及注意缺陷多动综合征等疾病是静息态fMRI近几年研究的热点。本文综述了静息态fMRI的原理及其计算和分析方法,并评估了静息态fMRI在临床疾病研究方面的应用价值。     

癫(癎)fMRI的研究与进展

功能磁共振成像(fMRI)是利用磁共振成像的原理与方法研究神经系统功能的成像方法.作为癫(癎)的首选检查方法之一,fMRI已较广泛地应用于癫(癎)病人的语言优势半球定侧、记忆功能评估及癫(癎)术后神经功能损伤的风险评估等认知神经科学方面,与脑电图(EEG)结合也广泛应用癫(癎)灶定位,而近年来发展迅速的静息态fMRI技术成为癫(癎)fMRI研究的热点之一.本文对癫(癎)的fMRI研究及其进展进行综述.     

静息态脑功能磁共振在精神障碍中的研究进展

脑功能磁共振是应用功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)测量脑神经元活动所致血流动力学的改变,以确定脑功能的反应区域.fMRI一般采用血氧水平依赖性(blood oxygen level dependent, BOLD)信号[1].由于其无创性的最大优势,近十年来fMRI在精神疾病的研究中发挥越来越大的作用.目前大多数的fMRI研究通过执行任务或给予外在刺激得到脑功能的变化,对照静息状态以BOLD信号改变的形式反映在大脑的相应区域,称为任务态[2].1995年,Biswal等[3]最先报道在无任何运动行为的情况下,大脑左侧躯体运动皮层的自发BOLD信号波动与右侧躯体运动皮层的自发信号波动相关.这个观察结果说明自发的BOLD信号活动并不是无意义的,由此引发了一系列非任务态,即静息态的脑功能磁共振的研究.     

特发性震颤患者静息态脑功能活动

目的探索特发性震颤(ET)患者在静息态fMRI中的脑自发活动异常。方法纳入2015年6月-2016年6月在成都市第一人民医院就诊的16例ET患者为患者组,同期招募与患者组性别、年龄匹配的16例健康对照组。对两组进行静息态功能磁共振成像(fMRI)扫描,分析两组fMRI信号低频振幅(ALFF)的差异。结果①两组被试的年龄、性别差异均无统计学意义(P均0.05)。②与对照组相比,ET患者组双侧中央前后回及辅助运动区的ALFF值增高,而双侧小脑半球及小脑蚓部的ALFF值降低,差异均有统计学意义(P均0.05,FDR校正);右侧小脑半球的ALFF值与患者病程呈负相关(r=-0.643,P=0.007)。结论静息态fMRI技术能有效检测ET患者的小脑-运动皮层环路异常,且震颤病程的加长可能会加重小脑自发性活动低频振荡特征的改变。     

精神分裂症不同状态下的功能磁共振研究

精神分裂症的功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)研究自20世纪90年代以来飞速发展。其中包括在静息状态与任务状态下两种研究方法,以后者的研究为多,主要关注与精神分裂症各种临床症状相关的脑功能改变。本文将对精神分裂症的fMRI研究现况作一综述。1精神分裂症静息状态下fMRI研究所谓静息状态是指在患者安静、闭眼、完全放松的状态下进行fMRI研究,由于这种方法得到的信号较弱,故而对磁共振仪功能及数据后期处理方法的要求较高,大多数研究均采用SPM软件进行数据后处理。精神分裂症静息状态fMRI研究的初步…     

静息状态下海洛因成瘾者伏核功能连接的fMRI研究

目的 利用静息态功能磁共振成像(fMRI)技术分析海洛因成瘾者静息状态下与伏核有功能连接的脑区,以探讨海洛因成瘾者"奖赏系统"的组成.方法 选择安徽省戒毒所自2009年6月至2010年3月收治的自愿接受戒毒的海洛因成瘾患者15例作为成瘾组,同期健康体检者15例为对照组,进行静息态fMRI扫描后选取左、右侧伏核为感兴趣区(ROI)进行静息态脑功能连接分析,确定受试者静息状态下与双侧伏核有功能连接的相应脑区.结果 静息状态下成瘾组中与伏核有功能连接的脑区包括双侧丘脑、基底节区、海马、中脑以及对侧伏核等脑区(左侧伏核还与前扣带回有显著的功能连接);而对照组中与伏核有功能连接的脑区仅为海马和对侧伏核,而且激活程度明显小于成瘾组.结论 静息态下与伏核有功能连接的脑区构成了成瘾的"奖赏系统";静息态fMRI技术有助于了解与海洛因成瘾相关脑区之间的功能联系.     

静息态下复发抑郁症患者海马的功能连接

目的:利用功能性磁共振成像(fMRI)技术,观察静息态下复发抑郁症患者海马的功能连接。方法:16例复发重性抑郁症患者与16名年龄、性别、受教育程度均匹配的健康者参与了静息态fMRI扫描。通过分析海马与大脑其他区域的低频fMRI信号波动的相关性,观察海马的功能连接。结果:抑郁症患者左海马与右前额背侧、左前额中部、左楔前叶、左顶下小叶、左后扣带回、左脑岛、左海马旁回、左屏状核及左豆状核的功能连接减低;抑郁症患者右海马与左前额中部、右后扣带回、右脑岛及双侧海马旁回的功能连接减低,而与右前扣带回BA25区的功能连接增高。结论:本研究证实了静息态下抑郁症患者海马与广泛的皮质、皮质下结构的功能连接存在异常,这可能与抑郁症患者一系列认知与情绪功能的损伤有关,从而初步描绘了静息态下复发抑郁症患者海马的功能连接模式。     

基于ReHo方法的精神分裂症幻听患者静息态fMRI的研究

目的 基于静息态功能磁共振(fMRI)图像数据,运用局部一致性(ReHo)方法研究精神分裂症幻听患者静息态脑区活动情况.方法 对18例精神分裂症幻听患者和18例与之相匹配的健康对照人群进行静息态fMRI研究,运用ReHo方法对静息态fMRI数据进行统计分析,并将其结果进行组内和组间分析.结果 组内分析结果显示,两组静息态下脑区BOLD信号的ReHo值升高大多位于大脑“默认网络区域”(额叶、颞叶、扣带回等);就激活脑区面积大小来说,病例组明显减少,即精神分裂症幻听患者静息态脑区活动整体而言是减弱的.组间分析结果显示,与健康对照组相比精神分裂症幻听患者静息状态右侧额叶BOLD信号ReHo值明显降低(P＜0.001,纠正后cluster水平).结论 精神分裂症幻听患者颞叶功能活动增强且存在额叶活动异常,提示颞叶功能活动增强和额叶功能活动减弱可能是精神分裂症患者产生幻听的神经影像基础.     

慢性精神分裂症患者加服利培酮治疗静息态功能磁共振研究

目的:应用功能磁共振(fMRI)分析慢性精神分裂症(SCH)患者加服利培酮治疗前后静息态大脑影像改变。方法:采集慢性SCH患者9例和正常对照组9名的一般人口学资料、临床资料及基线、治疗12周后静息态fMRI数据,对采集的数据进行统计学分析。结果:与正常对照组比较,SCH组服药前静息态下局部一致性(ReHo)及低频振幅(ALFF)均有若干脑区存在差异;SCH组在利培酮治疗12周后,ReHo及ALFF发生改变。结论:慢性精神分裂症患者存在明显的认知功能异常及静息态脑fMRI异常;慢性精神分裂症患者中加服或改服利培酮可改善患者的认知功能和阳性、阴性症状,且脑影像学有相应改变。     

首发未用药精神分裂症患者静息态脑功能局部一致性fMRI研究

目的 通过功能磁共振(functional magnetic resonance imaging,fMRI)技术,探讨首发未用药精神分裂症患者静息状态下脑局部自发神经元活动特征.方法 采用3.0T功能磁共振成像技术检测13例首次发病且未用药的男性精神分裂症患者与13名年龄和受教育年限相匹配的健康男性静息状态下全脑的活动情况.使用SPM8、REST软件结合局部一致性(regional homogeneity,ReHo)方法对影像学数据进行分析.结果 与对照组相比,患者组ReHo降低的脑区为右侧额上回和左侧丘脑,ReHo增高的脑区是右侧颞中回,差异均有统计学意义(P＜0.05).结论 本研究中首发未用药精神分裂症患者存在静息态额叶、颞叶、丘脑功能活动局部一致性异常,ReHo异常可能有助于更好地理解精神分裂症病理机制.     

以妄想为主的男性精神分裂症患者内侧前额叶功能连接的静息态磁共振成像研究

目的:利用静息态功能性磁共振成像(fMRI)技术,观察以妄想为主的男性精神分裂症患者内侧前额叶(MPFC)的功能连接. 方法:对17例以妄想为主的男性精神分裂症患者(患者组)和17例年龄、利手、性别、受教育程度与患者组均匹配的健康者(对照组)进行静息态fMRI扫描.通过分析MPFC与大脑其他区域的低频fMRI信号波动的相关性,观察MPFC的功能连接.将患者组和对照组在静息状态下MPFC的脑功能连接活动进行相关分析,设P＜0.005且体素范围(K值)≥12为相关具有显著差异. 结果:与对照组相比,患者组MPFC与右颞上回、右额上回及双侧额中回、右海马、右杏仁核、眶额叶、右海马旁回的功能连接减低;与左枕叶中部、左顶下小叶及左小脑前叶的功能连接增强.结论:静息态下以妄想为主的男性精神分裂症患者MPFC与默认网络其他结构的功能连接存在异常.     

注意缺陷多动障碍儿童静息态的脑功能磁共振成像研究

目的 探讨注意缺陷多动障碍(ADHD)儿童静息态脑功能磁共振成像的特点.方法 对15名正常学龄期儿童(对照组)和14例ADHD儿童(ADHD组)进行静息态功能磁共振成像(fMRI)扫描,采用局部一致性(ReHo)作为测最指标.结果 ADHD组在双侧顶下小叶(Z=3.73,Z=3.34)、双侧楔叶(Z=3.42,Z=3.86)、左侧额中回(Z=3.24)、左侧颢中同(Z=3.24)、左侧楔前叶(Z=3.45)及右侧岛叶(Z=3.09)、右侧小脑(Z=3.42)等区域的ReHo值低于对照组,而双侧额下回(Z=3.19,Z=2.93)的ReHo值高于对照组.结论与对照组比较,静息态下ADHD患者与执行控制功能、注意认知功能及默认网络功能等相关区域存在异常.     

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。     

静息态功能磁共振在认知障碍中的应用

静息态功能磁共振成像技术是近年来研究脑功能,特别是脑网络连接的一种重要方法,广泛应用于认知障碍的研究中。本文综述了静息态功能磁共振在各种类型的认知障碍(轻度认知障碍、阿尔茨海默病、血管性认知障碍、帕金森病认知障碍)中的应用进展。     

下期内容预告

本刊2011年第3期报道专题为中枢神经系统疾病MR研究,重点内容包括:脑神经的MR研究进展;急性缺血性卒中影像学研究进展;磁敏感加权成像技术及其在创伤性脑疾病中的诊断价值;磁共振波谱在阿尔茨海默病研究中的进展;重症抑郁的结构性MR研究进展;多发性硬化的MRI诊断及研究进展;静息态脑fMRI临床应用的扫描时间优化研究;脑     

酒精使用障碍静息态功能磁共振成像研究进展

酒精使用障碍(alcohol use disorder, AUD)作为严重的社会公共卫生问题, 给患者、家庭、社会带来了巨大的疾病负担。目前越来越多的研究表明, AUD患者存在脑功能损害。近年来随着神经成像技术的不断发展, 静息态功能磁共振成像技术越来越多地应用于AUD相关的脑功能研究, 为AUD病理生理机制的认识提供了新的依据。本文就近年来静息态功能磁共振成像技术在AUD研究中的相关应用做一综述, 旨在为将来基于静息态功能磁共振成像对AUD机制的深入研究提供一定的参考依据。     

轻度阿尔茨海默病患者静息态脑默认活动网络的fMRI研究

目的 采用静息态功能磁共振(fMRI)技术,探讨轻度阿尔茨海默病(AD)患者的脑默认活动网络(DMN)是否存在异常及其可能的神经机制. 方法 以复旦大学附属华山医院和同济大学附属同济医院神经内科门诊自2009年1月至2010年6月收治的24名轻度AD患者和同期上海社区中整群抽样选择的25名正常老年人为研究对象,对其进行简易智能状态(MMSE)、Mattis痴呆评定量表(DRS)检查和静息态脑功能成像.利用低频振幅(ALFF)算法对全脑静息态数据进行对比分析,观察AD患者相对于正常老年人ALFF有显著差异的区域. 结果 行为学结果显示:轻度AD患者相对对照组成员记忆功能存在明显损害.静息态fMRI结果显示:与对照组比较,AD患者中与记忆密切相关的后扣带回、前额叶中内侧腹侧、前额叶中内侧背侧等脑区ALFF明显减弱. 结论 AD患者静息态脑DMN中与记忆密切相关的脑区节点活动强度减弱,DMN异常在其早期记忆损害的病理机制中起着非常重要的作用.     

抑郁症静息态大脑双侧杏仁核的功能连接

目的：探讨静息态下抑郁症患者大脑半球双侧杏仁核的功能连接特点，了解杏仁核及其功能相关脑区在抑郁症病理机制中的作用。方法：11例首次发作的重性抑郁症患者与11例性别、年龄、受教育程度均与患者相匹配的正常人完成静息态功能性磁共振成像（fMRI）扫描。利用Pearson相关分析方法分析受试者大脑双侧的杏仁核功能连接强度，并利用双样本t检验做组间对比，设P〈0．05为差异具有显著性。结果：静息态下，两组双侧杏仁核均具有明显的功能连接（P〈0．05），而抑郁症组较对照组的功能连接明显减低（P=0．025）。结论：静息态下抑郁症组双侧杏仁核功能连接存在异常，这可能与抑郁症患者杏仁核异常及杏仁核与其他情感调节相关脑区的协调异常有关。     

3D ASL显示手运动功能区与附近病变关系的研究

目的基于脑功能磁共振成像(fMRI)与术中皮层直接电刺激(direct current stimulation,DCS技术,探索三维动脉自旋标记(3D-arterial spin labeling,3D-ASL)评估脑部疾病患者脑皮层手运动功能区与附近病变关系的价值。方法给46例大脑皮层手运动功能区附近病变患者行ASL的运动态与静息态fMRI扫描,计算得到能够显示手运动功能区与附近病变关系的图像,并与术中DCS及fMRI结果相比较;评估3D ASL显示手运动功能区与附近病变关系的准确性。结果本组46例患者的3D ASL减影图像上手运动功能区均能显示,表现为手运动功能区受累、分散、变小、信号强度降低、变形、移位或无改变等;并且与DCS和fMRI结果一致。结论 3D ASL显示的脑部疾病患者脑皮层手运动功能区与附近病变关系与DCS和fMRI的结果一致,有很好的临床应用价值。