脑卒中运动功能障碍的局部一致性fMRI研究

目的:运用静息态功能性磁共振成像探究不同程度运动功能障碍脑卒中的脑局部一致性(regional homogeneity,ReHo)变化。方法:对单侧皮质下脑卒中患者(其中轻度和重度运动功能障碍患者各13例)和13例健康志愿者分别进行静息态功能磁共振成像检查。分别计算三组被试的全脑ReHo值,运用双样本t检验得到组间的差异脑区,进一步将差异脑区的ReHo值与临床上肢运动功能评分及手腕运动功能评分作相关性分析。结果:与健康对照组比较,轻度组病灶同侧皮质下的尾状核和丘脑的ReHo显著减小,辅助运动区及病灶对侧颞下回、梭状回及小脑的ReHo显著增高。重度组病灶同侧的初级运动皮质、扣带前回、颞下回、脑岛、枕中回及丘脑的ReHo显著减小,病灶对侧额上回、颞下回及小脑的ReHo显著增高。患者子组比较,重度组病灶同侧枕中回和病灶对侧颞上回的ReHo均显著低于轻度组,其中枕中回的ReHo值与上肢和"手+腕"FMA(Fugl-Meyer Assessment)评分显示正相关(分别为r=0.647,r=0.682,P<0.001),颞上回的ReHo值亦与上肢和"手+腕"FMA评分显示正相关(分别为r=0.646,r=0.718,P<0.001)。结论:单侧皮质下脑卒中运动功能障碍静息态神经功能活动异常与运动功能严重程度密切相关,主要涉及邻近病灶的皮质下组织和远离病灶的脑皮质。其中一些脑区的ReHo值与患者运动功能评分存在相关性,或许说明ReHo分析可以作为评估卒中患者运动功能障碍的一个重要影像学指标。     

精神分裂症幻听患者静息态脑功能低频振幅研究

目的运用静息态功能磁共振成像(fM RI)中的低频振幅(ALFF)参量评价精神分裂症幻听相关的神经元自发活动改变。方法纳入精神分裂症幻听组患者16例,非幻听组患者17例。采集所有研究对象的静息态fM RI数据并通过后处理计算得到ALFF值,比较精神分裂症幻听组和非幻听组ALFF组间存在差异的脑区;采用阳性与阴性症状量表(PANSS)对精神分裂症症状进行评估,分析差异脑区ALFF值和幻听症状的相关性。结果与非幻听组比较,幻听组ALFF显著降低的脑区主要位于枕叶皮层,ALFF显著升高的脑区有左侧角回、缘上回、颞上回。左侧角回的ALFF值与幻听症状评分呈正相关关系(P=0.006,R=0.550),枕叶皮层的ALFF值与幻听症状评分呈负相关关系(P=0.007,R=-0.53)。结论精神分裂症幻听患者的静息态自发脑功能活动异常可能与听觉语言处理皮层过度激活及视觉信息处理功能受损有关。     

基于Rs-fMRI的维、汉语脑卒中后失语症患者的脑功能研究

目的 利用静息态功能磁共振成像技术（Rs-fMRI）研究维族和汉族脑卒中失语症患者在静息态下脑自发活动的差异区,并初步探讨形成差异的原因。 方法 利用Rs-fMRI采集15例汉族脑卒中失语症患者（汉语组）和12例维族脑卒中失语症患者（维语组）静息态下的fMRI数据,对数据预处理后进行低频振幅（ALFF）指标的计算,最后对两组数据做组间统计学比较。 结果 静息状态下汉语患者的ALFF大于维语患者,汉语患者的右侧丘脑ALFF值增加。 结论 在静息态下汉族失语症患者的右侧丘脑处ALFF大于维族患者,可能是由于汉族患者左侧脑区脑卒中后,右侧丘脑部分参与了新的语言回路,对语言功能的损失起到了一定的代偿作用。     

2型糖尿病伴轻度认知功能障碍患者脑静息态功能MRI研究

目的探讨2型糖尿病(T2DM)伴轻度认知功能障碍(MCI)患者脑静息态脑功能局部一致性(Re Ho)及分数低频波动振幅(f ALFF)的改变特点。材料与方法共纳入21名T2DM伴MCI患者(D-MCI组)及25名年龄、性别、受教育水平相匹配的对照组志愿者(HC组),通过3.0 T MR仪采集T2WI、FLAIR、三维T1WI结构数据和静息态功能数据,分别计算静息态Re Ho值和f ALFF值并进行组内和组间比较,然后提取组间存在显著差异脑区的Re Ho/f ALFF值与临床数据做相关分析。结果 D-MCI组存在多个右侧额上回亚区、部分小脑Re Ho值显著增高,双侧内侧眶额部额上回、右侧额中回、右侧颞下回、左侧枕中回及右侧舌回Re Ho值显著减低;而左侧颞下回、双侧扣带回前部f ALFF值显著增高,右侧舌回f ALFF值显著减低。D-MCI组Hb A1c与扣带回前部f ALFF值(r=-0.482,P=0.027)、Mo CA评分与左侧颞下回f ALFF值(r=-0.547,P=0.010)呈显著负相关。结论 T2DM伴MCI患者存在认知控制网络、视觉信息处理、语义认知等多个相关脑区的异常活动,这些异常活动可部分阐释T2DM患者伴发MCI的神经生理基础。     

低频振幅结合功能连接对原发性甲亢患者感觉运动网络的功能MRI研究

目的采用低频振幅(amplitude of low frequency fluctuation,ALFF)与功能连接(functional connectivity,FC)相结合的方法,研究原发性甲状腺功能亢进患者静息状态下脑功能改变。材料与方法 12名未经治疗的甲亢患者为病例组,12名自愿接受扫描的健康人(年龄、性别无显著性差异)为对照组。采集所有被试静息态f MRI数据,采用REST及DPARSF软件分析原始数据,得出全脑ALFF,利用双样本t检验的方法比较病例组和对照组ALFF的变化,并以两组间ALFF值有显著性差异的脑区为感兴趣区(regions of interest,ROI)校正后行FC分析。结果与对照组相比,甲亢患者在双侧尾状核及双侧丘脑ALFF值降低(P0.001)。以上脑区的ALFF值均未发现与T3、T4有显著相关性(P0.05)。FC分析显示,左侧丘脑与双侧感觉运动区(包括中央前回、中央后回)FC增强(P0.001);右侧丘脑与右侧中央前回及中央后回连接增强(P0.001)。结论甲亢患者双侧丘脑的局部活动及其与大脑感觉运动网络的FC模式存在异常,增强的FC可能与代谢损伤所导致运动机能受损而使甲状腺功能异常患者有更强的功能需求有关。     

基于低频振幅分数和度中心性的躯体症状障碍静息态回行功能成像研究

目的运用静息态功能磁共振成像(resting-state functional magnetic resonance imaging,rs-fMRI)并结合低频振幅分数(fractional amplitude of low-frequency fluctation,fALFF)和度中心性(degree centrality,DC)来探讨躯体症状障碍(somatic symptom disorder,SSD)患者是否存在某些脑功能上的异常,从而为躯体症状障碍的临床诊疗提供参考信息.材料与方法45例右利手SSD患者和43名右利手健康对照组参与静息态磁共振扫描,fALFF和DC分析探测SSD患者静息态下自发性脑活动上的特征.SPM12软件用于磁共振数据的分析,组分析采用双样本t检验fALFF和DC统计阈值为体素水平P<0.001,团块水平经过family wise error(FWE)校正,P<0.05,且大于10个体素的团块将被报道.结果静息态脑功能结果显示SSD患者在边缘叶、丘脑处(t=4.91)fALFF值显著高于健康对照组.SSD患者在额叶、扣带回(t=5.20)的DC值显著低于健康对照组.结论这些异常的区域可能与SSD的发病机理有关,这些区域的功能异常可能会导致个体情绪处理、自我感觉和身体知觉功能的异常.     

创伤后应激障碍患者静息态功能磁共振成像低频振幅研究

目的探讨创伤后应激障碍(PTSD)患者的执行功能损害特点及静息状态下局部脑区低频振幅变化情况。方法纳入20例PTSD患者及19例年龄、性别及受教育程度均匹配的健康对照组进行静息态功能磁共振成像扫描,采用低频振幅(ALFF)的分析方法计算两组脑区低频振幅情况。结果与健康对照组相比,PTSD患者左侧辅助运动区、左侧额中回、中央旁小叶及左侧额下回ALFF值明显增高(P?0.05)。结论PTSD患者的大脑活动异常主要分布在认知和运动相关脑区,这些异常的自发神经元活动可能是PTSD患者认知缺陷的神经基础。     

超急性期轻度脑外伤患者静息态功能性磁共振成像研究

目的利用静息态功能磁共振成像(resting-state functional magnetic resonance imaging,rs-f MRI)低频振幅(amplitude of low-frequency fluctuation,ALFF)探讨超急性期(24 h)轻度脑外伤(mild traumatic brain injury,m TBI)患者脑功能的异常变化。材料与方法选取符合纳入标准的52例m TBI患者(m TBI组)及与之相匹配的21名健康者(对照组)行rs-f MRI扫描,并应用静息态脑功能数据辅助处理(data processing assistant for resting state f MRI,DPARSF)软件进行预处理,对2组的ALFF进行对比分析。结果与健康对照组相比,ALFF显著减低的区域有小脑后叶、右枕叶中回及中央后回;ALFF显著增高的区域有双侧额叶、内侧前额叶、双侧尾状核及岛叶。结论在常规磁共振成像无异常发现的情况下,ALFF技术可以更好地发现m TBI患者超急性期静息态脑功能的异常。     

经颅直流电刺激结合任务导向性训练改善脑卒中患者上肢运动功能的静息态fMRI研究

目的:探讨经颅直流电刺激结合任务导向性训练对脑卒中患者静息态低频振幅(ALFF)的影响,以探讨该疗法的作用机制。方法:招募15例慢性期脑卒中偏瘫患者和15名健康受试者。治疗组每天接受20min t DCS结合60min任务导向性训练,5次/周,共4周。治疗组于治疗前和治疗4周后采用Fugl-Meyer量表上肢部分(Fugl-Meyer assessment of upper extremity,FMA-UE)、Brotez手功能测试和f MRI进行评估。健康组仅进行首次f MRI检查,不进行任何干预。结果:4周康复干预结束后,治疗组患者FMA-UE、Brotez评分均较治疗前明显提高(P0.05)。与健康对照组相比,试验组治疗前ALFF减弱的脑区有右侧颞上回、右侧中央前回,而试验组治疗后ALFF减弱的脑区有右侧颞上回、右侧中央前回、左侧楔叶;试验组治疗前后比则发现,治疗后患者ALFF增高的脑区为右侧小脑前叶。结论:经颅直流电刺激结合任务导向性训练对静息态脑自发性活动产生显著影响,小脑前叶ALFF的增强可能是这种联合干预促进脑卒中患者运动功能恢复的神经机制。     

静息态血氧水平依赖功能磁共振成像对急性脑梗死患者肢体运动功能的评估价值

目的 探讨静息态血氧水平依赖功能磁共振成像(BOLD-fMRI)对急性脑梗死(ACI)患者肢体运动功能的评估价值。方法 纳入该院2019年6月至2021年6月收治的肢体运动功能障碍的ACI患者70例为ACI组,选取同期体检的健康志愿者35例为对照组,均行静息态BOLD-fMRI检查,比较两组相关脑区低频振幅(ALFF),分析ALFF值评估患者运动功能的曲线下面积(AUC),评估ALFF值与美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)评分、改良Rankink(mRS)评分的相关性。结果 ACI组辅助功能区、感觉运动区、后顶叶皮层、运动前区的ALFF值较对照组均下降(P<0.05),各脑区ALFF值单独与联合评估患者肢体运动功能的AUC分别为0.790、0.778、0.770、0.777、0.839。ACI患者各脑区ALFF值与mRS评分、NIHSS评分呈负相关(P<0.05)。结论 静息态BOLD-fMRI能通过观察脑区ALFF值的变化评估ACI患者肢体运动功能受损情况,且与mRS评分、NIHSS评分具有相关性。     

单侧颞叶内侧癫痫伴海马硬化患者脑内在活动改变

目的 观察颞叶内侧癫痫(mTLE)伴海马硬化患者脑内在活动(IBA)改变。方法 纳入38例单侧mTLE伴海马硬化患者(mTLE组)和53名健康志愿者[健康对照(HC)组],比较组间IBA静态指标,包括低频振幅(ALFF)、比率ALFF(fALFF)、局部一致性(ReHo)、度中心性(DC)、全局信号相关性(GSCorr)和体素镜像同伦连接(VMHC)]及其对应动态指标dALFF、dfALFF、dReHo、dDC、dGSCorr及dVMHC,分析其与癫痫持续时间和认知评估量表的相关性。结果 相比HC组,mTLE组双侧丘脑、内侧颞叶、基底核、脑桥及小脑ALFF、dALFF和fALFF值,右侧扣带回及补充运动区fALFF值,右侧内侧颞叶、梭状回及基底核dfALFF值,脑桥、双侧丘脑、双侧尾状核及左侧内侧颞叶ReHo值均升高;左侧颞叶新皮质和额叶fALFF值和dfALFF值,双侧颞叶新皮质ReHo值和DC值,左侧颞叶新皮质dReHo和GSCorr值,双侧颞叶新皮质、小脑及内侧颞叶VMHC值,双侧枕叶、楔叶及补充运动区dVMHC值均降低。mTLE组形状连线测试A耗时与左侧丘脑ALFF值、左侧海马...     

运动想象联合常规康复促进脑卒中患者上肢运动功能恢复的fMRI研究

目的 采用基于静息态功能磁共振(fMRI)的Granger因果分析方法研究运动想象(MIT)联合常规康复促进脑卒中患者上肢功能恢复的作用机制。 方法 招募14例脑卒中后偏瘫患者纳入MIT组,对其进行4周MIT治疗,每周治疗5 d,每天治疗30 min,并同时辅以常规康复及药物治疗。于治疗前、后采用Fugl-Meyer量表上肢部分(FMA-UE)及改良Barthel指数(MBI)对患者进行评估,并进行静息态fMRI扫描。本研究同期招募28例年龄、性别与MIT组匹配的健康人纳入健康对照组,并对其进行静息态fMRI扫描。采用Granger因果分析方法探讨患者经治疗后其损伤侧初级运动皮质(M1)与全脑间有效连接的变化情况,并与健康对照组进行比较。 结果 治疗后,MIT组患者FMA-UE评分由 (18.4±12.0）分提升至(33.4±15.4)分,MBI评分由(58.6±14.7)分提升至(78.2±14.8）分,差异均具有统计学意义（P<0.05）。治疗前,MIT组患者有效连接模式明显异于健康对照组,其损伤侧M1到双侧前额叶的有效连接异常增强,从损伤对侧M1、顶下小叶和小脑到损伤侧M1的有效连接则明显减弱。治疗后,MIT组有效连接模式趋近于健康对照组,且顶上小叶、顶下小叶、丘脑和梭状回等与运动想象相关脑区和损伤侧M1的有效连接显著增强。通过相关性分析发现,治疗前,患者损伤侧M1到损伤对侧小脑的有效连接与FMA-UE评分具有正相关性(R=0.601,P=0.023),损伤对侧额中回到损伤侧M1的有效连接与FMA-UE评分具有负相关性(R=-0.638,P=0.015)。 结论 MIT联合常规康复促进脑卒中患者上肢运动功能改善可能与有效连接模式重塑有关,如治疗后脑卒中患者运动想象相关脑区和损伤对侧小脑到损伤侧M1的有效连接增强,而损伤对侧额中回到损伤侧M1的有效连接代偿效应解除。     

Dynamic causal modeling of cortical activity from the acute to the chronic stage after stroke

Functional neuroimaging studies frequently demonstrated that stroke patients show bilateral activity in motor and premotor areas during movements of the paretic hand in contrast to a more lateralized activation observed in healthy subjects. Moreover, a few studies modeling functional or effective connectivity reported performance-related changes in the motor network after stroke. Here, we investigated the temporal evolution of intra- and interhemispheric (dys-) connectivity during motor recovery from the acute to the early chronic phase post-stroke. Twelve patients performed hand movements in an fMRI task in the acute (≤72 hours) and subacute stage (2 weeks) post-stroke. A subgroup of 10 patients participated in a third assessment in the early chronic stage (3-6 months). Twelve healthy subjects served as reference for brain connectivity. Changes in effective connectivity within a bilateral network comprising M1, premotor cortex (PMC), and supplementary motor area (SMA) were estimated by dynamic causal modeling. Motor performance was assessed by the Action Research Arm Test and maximum grip force. Results showed reduced positive coupling of ipsilesional SMA and PMC with ipsilesional M1 in the acute stage. Coupling parameters among these areas increased with recovery and predicted a better outcome. Likewise, negative influences from ipsilesional areas to contralesional M1 were attenuated in the acute stage. In the subacute stage, contralesional M1 exerted a positive influence on ipsilesional M1. Negative influences from ipsilesional areas on contralesional M1 subsequently normalized, but patients with poorer outcome in the chronic stage now showed enhanced negative coupling from contralesional upon ipsilesional M1. These findings show that the reinstatement of effective connectivity in the ipsilesional hemisphere is an important feature of motor recovery after stroke. The shift of an early, supportive role of contralesional M1 into enhanced inhibitory coupling might indicate maladaptive processes which could be a target of non-invasive brain stimulation techniques.     

中风后的健侧上肢问题

大量证据表明 ,成年人中风后大脑损伤的同侧上肢感觉运动控制也出现异常。一些感觉运动缺损因脑损伤侧的功能不同而异 ,需要精确时序性的快速运动在左半球损伤的患者中对同侧上肢的影响大 ,相反在右半球损伤的患者中对有空间运动需要的同侧上肢影响较大 ,左侧中风的成年人同侧上肢的分离协调动作是正常的 ,但是连续协调动作则异常。中风后同侧上肢的感觉不受影响或仅受轻微影响 ,损伤同侧上肢有肌力缺陷 ,主要表现在右侧半球损伤患者 ,在要求一定时间完成的床功能检查中 ,见损伤同侧操作不能按时完成 ,这种操作缺陷可以反映损伤同侧的运动控制缺陷 ,这种缺陷往往被对侧偏瘫和偏身感觉丧失掩盖 ,集中于特殊运动控制缺陷的干预措施有助于双上肢的功能改善。     

基于静息态MRI观察比率低频振幅下产后抑郁症患者脑自发神经活动

目的 采用静息态功能MRI（fMRI）观察产后抑郁症（PPD）患者在比率低频振幅（fALFF）下大脑自发神经活动。方法 对23例产后抑郁症患者（PPD组）、28名健康产妇（HPW组）及20例女性重性抑郁障碍患者（MDD组）采集静息态fMRI数据，以fALFF技术观察各组脑自发神经活动，提取PPD组与HPW组差异脑区的fALFF值，与爱丁堡产后抑郁量表（EPDS）评分进行相关性分析。结果 相比HPW组，PPD组左侧后扣带回、左侧楔前叶、左侧枕中回、左侧枕下回及右侧距状裂周围皮质fALFF值增高（AlphaSim校正，P均<0.05），右侧眶部额下回、右侧脑岛、右侧嗅皮质、右侧海马fALFF值减低（AlphaSim校正，P均<0.05）。相比MDD组，PPD组右侧舌回、右侧小脑fALFF值增高（AlphaSim校正，P均<0.05），右侧背外侧前额叶、右侧楔前叶、左侧顶上回、左侧角回、右侧内侧旁扣带回、右侧颞下回fALFF值减低（AlphaSim校正，P均<0.05）。PPD组右侧眶部额下回fALFF值与EPDS评分呈负相关（r=-0.53，P=0.01）。结论 静息态下PPD患者与情绪、认知相关脑区存在自发神经活动异常，其右侧眶部额下回fALFF值与抑郁严重程度密切相关；PPD与MDD患者脑fALFF表现并不完全一致，PPD可能存在特征性神经功能改变。     

鞍区占位视力受损患者与视觉皮层相关的静息态fMRI研究

目的静息态功能磁共振成像探索鞍区占位视力受损患者引起的脑功能活动改变情况。方法筛选21例鞍区占位视力受损患者,并选择与之年龄和性别相匹配的健康对照者21名。计算ALFF、ReHo、FC值,然后采用双样本t检验统计学方法进行研究。结果与正常对照组相比,鞍区占位视力受损患者组双侧楔叶、左侧舌回、右侧SMA区域ALFF值降低,双侧豆状核ALFF值升高。双侧楔叶ReHo值降低,楔前叶、左侧岛叶皮层和左侧豆状核ReHo值升高,并且楔前叶和左侧岛叶皮层的ReHo值与常规磁共振手动测量的占位的左右直径存在明显正相关性。在功能连接结果中,高级视觉皮层与双侧楔叶、双侧顶上小叶、双侧颞上回、双侧缘上回、中央前回、中央后回及SMA存在功能连接减弱。结论鞍区占位视力受损患者存在视觉以及视觉以外相关脑区神经元活动异常。     

Frequency-dependent changes in the amplitude of low-frequency fluctuations in amnestic mild cognitive impairment: a resting-state fMRI study

Here we utilized resting-state functional magnetic resonance imaging (R-fMRI) to measure the amplitude of low-frequency fluctuations (ALFF) and fractional ALFF (fALFF) in 24 patients with amnestic mild cognitive impairment (aMCI) and 24 age- and sex-matched healthy controls. Two different frequency bands (slow-5: 0.01-0.027 Hz; slow-4: 0.027-0.073 Hz) were analyzed. We showed that there were widespread differences in ALFF/fALFF between the two bands in many brain regions, predominantly including the medial prefrontal cortex (MPFC), posterior cingulate cortex/precuneus (PCC/PCu), basal ganglia, and hippocampus/parahippocampal gyrus (PHG). Compared to controls, the aMCI patients had decreased ALFF/fALFF values in the PCC/PCu, MPFC, hippocampus/PHG, basal ganglia, and prefrontal regions, and increased ALFF/fALFF values mainly in several occipital and temporal regions. Specifically, we observed that the ALFF/fALFF abnormalities in the PCC/PCu, PHG, and several occipital regions were greater in the slow-5 band than in the slow-4 band. Finally, our results of functional analysis were not significantly influenced by the gray matter loss in the MCI patients, suggesting that the results reflect functional differences between groups. Together, our data suggest that aMCI patients have widespread abnormalities in intrinsic brain activity, and the abnormalities depend on the studied frequency bands of R-fMRI data.     

A longitudinal fMRI study: in recovering and then in clinically stable sub-cortical stroke patients

The aim of this 1-year longitudinal fMRI study was to compare hand motor activation patterns between cerebrovascular paretic patients with a subcortical infarction and healthy elderly subjects and to evaluate the changes between the subacute phase and the chronic phase of recovery. We studied eight right-handed patients with pure motor hemiparesis due to a single ischemic infarct of the corticospinal tract. Each patient underwent a first fMRI (E1) 20 +/- 9 days after stroke, a second (E2) after 4 months and a third (E3) 12 months after stroke. During each fMRI session, the patients performed an active motor task consisting of audio-paced (1 Hz) finger flexion-extension of the paretic hand and underwent a passive motor task consisting of flexion-extension of the paretic hand performed by an examiner. Data were analyzed with SPM99 (random effect analyses). Patients had recovered at E2, were stable between E2 and E3, but still experienced a hand weakness. Displacement of activation maxima coordinates in patients compared to healthy subjects suggested an early reorganization within the SMA and a secondary reorganization within the ipsilesional S1M1 at E2. The main differences between patients and healthy subjects were (1) recruitment of the posterior part of the cingulate cortex and SMA, (2) a general hyperactivation (except in the deefferented primary motor cortex) and (3) an evolution in the S1M1 activation from an early (20 days after stroke) contralesional hyperactivation to a later (4 months after stroke) ipsilesional hyperactivation concomitant to recovery. Changes in activation were confirmed by the passive task that involved no effort and little attention. Despite clinical stability, changes in brain processing seemed to occur between E2 and E3 corresponding to a normalization of ipsilesional S1M1 activation, a decrease of bilateral cerebellar activation, and a progressive increase in SII-BA 40 activity suggesting evolving compensatory networks to sustain recovery.