局灶性癫痫功能磁共振的语言重组与网络连接研究

目的:探讨局灶性癫痫患者的语言任务模式fMRI脑激活图,fMRI语言网络连接,分析语言功能与fMRI语言网络连接的联系.方法:选择18例符合诊断标准的局灶性癫痫患者(癫痫组)及18例健康志愿者(对照组),其中癫痫组完成以词语阅读任务为刺激模式的fMRI检查,以实现脑内相应功能区激活.利用SPM99软件进行分析,得出癫痫组与对照组fMRI的激活范围与信号变化,通过计算语言任务状态下fMRI最强激活区域时间过程相关性的信号变化,进行fMRI语言网络连接分析,采用独立样本t检验,比较癫痫组和对照组语言功能、fMRI语言网络连接的差异.结果:(1)局灶性癫痫患者fMRI语言激活图显示,激活强度和体积较健康组明显降低(P＜0.01),(2)在词语阅读任务刺激下,癫痫组与对照组最强激活区域相互间fMRI语言网络连接比较,差异具有非常显著性(P＜0.01).结论:局灶性癫痫损害患者的语言功能,癫痫患者语言fMRI激活强度、体积较对照组明显降低,且在最强激活区内,癫痫患者的fMRI语言网络连接明显低于对照组,同时结果显示癫痫患者之间的语言偏侧化不明显,局灶性癫痫患者语言功能的损害与fMRI语言网络连接减少密切相关.     

AFNI和SPM脑图像空间标准化的效果比较

目的比较AFNI和SPM两种脑图像处理软件包的空间标准化效果.方法分别采用AFNI的手工方法和SPM自动方法,对10例健康受试者全脑结构MRI图像进行空间标准化,比较两种方法平均脑图像的清晰度.结果①本组数据需去除脑外组织后,SPM空间标准化效果才能提高;②SPM的效果略好于AFNI;③两种方法均远未达到精确对准的程度.结论 SPM空间模标准化效果略优于AFNI,但使用中需要考虑较多的影响因素,并且要仔细核对每一个受试者的空间标准化效果.     

Functool在fMRI后处理中的作用

目的 探讨Functool对于fMRI数据后处理的作用及与AFNI处理结果进行比较。方法 对6例正常志愿者进行了计算任务、视空间任务和记忆任务的fMRI实验，分别以Functool和AFNI做后处理并对结果进行比较。结果 Functool对计算任务、视空间任务的激活区显示较好，与AFNI的符合程度较高。而对于记忆任务，Functool显示的激活区较AFNI少。结论 Functool可用于组块设计的fMRI实验数据的后处理分析，所得结果比较准确可靠。     

SPM软件包数据处理原理简介——第一部分:基本数学原理

SPM软件包是当前国际上流行的进行脑功能成像数据分析的软件之一,功能强大,并且能够很方便地应用于多种脑功能成像数据的处理中.文章第一部分将简要介绍SPM软件包进行数据预处理、统计模型建立和估计的基本数学原理,在第二部分将介绍它在PET和fMRI数据处理中的具体应用模型.     

健康老年人脑默认网络:独立成分分析联合相关分析的初步探讨

目的 初步探讨独立成分分析与相关分析对健康老年默认网络(DMN)提取的一致性。方法 利用3.0T MR及8通道头线圈获得18名健康老年受试者的静息态fMRI数据。采用SPM软件对静息态数据进行预处理,以GIFT软件行独立成分分析,AFNI软件行相关分析,对比两种方法获得的DMN。 结果 两种方法间,除海马结构外,健康老年受试者DMN的脑功能区组成较为一致。后扣带回作为静息态脑代谢活性最高的区域之一,与DMN的大多数组成脑区之间存在功能连接。结论 独立成分分析与相关分析对于DMN的提取存在一致性,二者结合可更加深入地探讨静息态脑功能机制。     

咖啡因对抗睡眠剥夺影响执行控制功能的fMRI研究

目的 研究36 h睡眠剥夺(SD)以及睡眠剥夺并服用咖啡因后脑部功能磁共振成像(fMRI)特点,探讨咖啡因对抗睡眠剥夺对大脑功能影响的可能机制.方法 13名健康男性大学生参加试验.试验采用随机、双盲自身对照设计,对受试者在清醒状态下以及36 h睡眠剥夺并随机服用咖啡因或者安慰剂后进行Go/No-go测验并使用3.0T磁共振仪进行fMRI扫描,3次fMRI扫描之间间隔3周.受试者行为学数据使用SPSS软件处理,fMRI数据使用AFNI软件包进行处理.结果 36 h睡眠剥夺后受试者前额叶皮层显著激活,前扣带回功能活动下降;服用咖啡因后双侧豆状核、丘脑、边缘系统相关脑区激活程度下降.结论 36 h睡眠剥夺可导致执行控制功能的显著下降,前额叶皮质参与功能代偿.咖啡因通过对边缘系统相关区域及纹状体系统活动的抑制来对抗睡眠剥夺对于执行控制功能的影响.     

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.     

聋人与正常人视觉频率反应特征的功能MRI研究

目的 应用功能磁共振成像(fMRI)技术，研究聋人与正常人的枕叶视皮层对不同闪烁频率刺激的功能活动特征。方法 给予18名聋人及22名正常人五种闪烁频率的视觉刺激，同时以fMRI技术对其枕叶成像。应用AFNI软件分析处理。结果 聋人组与正常人组的枕叶视皮层在各个频率下均表现出明显兴奋，两组受试者的激活区强度(MR信号增加幅度)均随频率的增加有显著的变化(F=2．702，P=0．034)，其中聋人组在频率为10Hz时表现出最多的激活和最大的信号强度增加幅度，而正常人在频率为6Hz时表现出最多的激活和最大的信号强度增加幅度，其频率和耳聋因素的交互影响显著(F=2．945，P=0．023)。结论 聋人与正常人对闪烁频率的基本反应规律相似。但引起视皮层最大兴奋的闪烁频率聋人高于正常人。     

脑功能成像分析软件SPM使用介绍

1　引言SPM (statisticalparametricmapping)是专门为脑功能成像数据分析而设计的一个通用软件包。它的理论和思想最初是由英国的KarlFriston在 1991年提出的 ,当时是为了处理PET功能成像数据。到了 1994年KarlFriston推出SPM的第一个正式版SPM 94 ,后来的SPM 95 (从这个版本开始能够对fMRI数据做处理 )、SPM 96 ,一直到现在的SPM 99都是在SPM 94的基础上加入新的算法和理论开发出来的。它的主要目的是对被试间或者被试内的不同成像结果作比较 ,得出一个具有统计学意义的结果 ,SPM处理过程中的每一步都是为了实现这个目的。S…     

SPM和AFNI的性能比较

本文分析SPM和AFNI对脑数据的处理方法和分析过程,提供从MNI到Talairach坐标系的转换方式,通过两个汉语认知加工任务具体说明两个系统各自的统计结果,并从客观性、统计功能、运算速度和稳定性四个方面对其进行评价.     

Comparison of fMRI motion correction software tools

Motion correction of fMRI data is a widely used step prior to data analysis. In this study, a comparison of the motion correction tools provided by several leading fMRI analysis software packages was performed, including AFNI, AIR, BrainVoyager, FSL, and SPM2. Comparisons were performed using data from typical human studies as well as phantom data. The identical reconstruction, preprocessing, and analysis steps were used on every data set, except that motion correction was performed using various configurations from each software package. Each package was studied using default parameters, as well as parameters optimized for speed and accuracy. Forty subjects performed a Go/No-go task (an event-related design that investigates inhibitory motor response) and an N-back task (a block-design paradigm investigating working memory). The human data were analyzed by extracting a set of general linear model (GLM)-derived activation results and comparing the effect of motion correction on thresholded activation cluster size and maximum t value. In addition, a series of simulated phantom data sets were created with known activation locations, magnitudes, and realistic motion. Results from the phantom data indicate that AFNI and SPM2 yield the most accurate motion estimation parameters, while AFNI's interpolation algorithm introduces the least smoothing. AFNI is also the fastest of the packages tested. However, these advantages did not produce noticeably better activation results in motion-corrected data from typical human fMRI experiments. Although differences in performance between packages were apparent in the human data, no single software package produced dramatically better results than the others. The "accurate" parameters showed virtually no improvement in cluster t values compared to the standard parameters. While the "fast" parameters did not result in a substantial increase in speed, they did not degrade the cluster results very much either. The phantom and human data indicate that motion correction can be a valuable step in the data processing chain, yielding improvements of up to 20% in the magnitude and up to 100% in the cluster size of detected activations, but the choice of software package does not substantially affect this improvement.     

震动触觉刺激fMRI评价先天性耳聋婴幼儿听觉及语言中枢功能的可行性

目的 评价震动触觉刺激fMRI在先天性极重度耳聋婴幼儿听皮质、语言中枢功能检测中的可行性。方法 选取先天性极重度感音神经性耳聋患儿19例(聋儿组)及听力正常幼儿7名(对照组),分别采集轴位SE T1WI、GRE-EPI fMRI以及全脑三维扫描影像。采用组块设计方法分别给予右小腿近踝部震动触觉刺激。所有图像均采用统计参数图5(SPM5)进行后处理,利用SPM5二次统计模块进行聋儿组与对照组的组内分析和组间比较。结果 聋儿组患儿在给予右小腿近踝部震动触觉刺激时,双侧颞横回、颞上回(BA41区、BA42/22区)可见明显激活。对照组在给予相同刺激时听觉中枢激活不明显。语言中枢包括额中回、额下回、颞上回、颞中回、角回,可见明显激活。聋儿组与对照组进行组间比较发现,聋儿组数据减去对照组数据时可见激活的脑区主要有双侧颞横回、双侧颞上回。结论 震动触觉刺激fMRI可用于评价先天性感音神经性耳聋婴幼儿听觉及语言相关脑区功能。     

功能磁共振成像观察左颞前部在汉语听觉词加工中的机制

目的 探讨左侧颞前部在汉语听觉信息加工中的作用机制。方法 应用3.0T磁共振成像系统与标准头线圈对15名健康志愿者(男5名,女10名)进行功能磁共振成像(fMRI)。要求受试者完成听觉复述任务和听觉语义危险判断任务。应用软件包AFNI分析两种听觉任务在左颞前部的任务功能定位及其差异。结果 正常成人听觉语义判断任务相比听觉复述任务更多激活左侧颞中回及颞下回前部,而听觉语音复述任务相比听觉语义判断任务更多激活左侧颞上回前部。结论 脑内存在左颞前部对汉语听觉语音语义信息加工的分离,颞上前部对语音分析更强,颞前中下部对语义分析更强。     

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。     

熟练蒙汉双语者语义加工脑机制的fMRI分析

目的探讨熟练蒙汉双语者在蒙语和汉语语义信息加工的脑机制。方法对15右利手、蒙汉双语熟练的健康志愿者(男8名,女7名)进行fMRI测试,分析采用蒙语及汉语词语的语义判断任务。应用AFNI软件分析两种语言任务的脑功能激活情况及其差异。结果在汉语及蒙语语义信息加工过程中,语义加工的经典脑区均被激活,包括左侧颞中回、左侧后顶叶、左侧前额叶等区域。比较加工蒙语及汉语的语义信息过程,蒙语任务下左侧楔回及右侧梭状回的激活显著增加,汉语任务下在左侧颞中回后部、左侧额中回及额下回三角部、左侧顶上小叶的脑激活比蒙语显著增加。结论熟练蒙汉双语者在加工蒙语及汉语时,存在功能加工脑区的分离。fMRI研究能为双语者的语言加工脑机制提供影像学依据。     

fMRI观察海洛因成瘾戒断者情绪加工中的唤醒度异常

目的 探讨海洛因成瘾戒断者情绪加工中唤醒度异常的脑机制。 方法 通过呈现不同唤醒度的情绪图片对13例海洛因成瘾戒断者(试验组)和13名健康人(对照组)进行fMRI。扫描结束后受试者对图片进行唤醒度评定。利用AFNI软件对脑功能数据进行处理,使用SPSS 13.0统计软件对行为学数据进行分析。 结果 观看情绪图片时,试验组左侧杏仁核和海马、双侧丘脑、扣带回、双侧额上回、额中回、右侧中央前回、双侧颞上回、右侧颞下回、左侧梭状回、双侧尾状核等脑区的激活低于对照组;观看高唤醒度图片时,其右侧丘脑、左侧杏仁核和海马的激活高于观看低唤醒度图片,对照组相反。 结论 海洛因成瘾者的情绪唤醒度加工机制存在损伤。