人脑视觉皮层功能磁共振成像原理及临床应用

随着磁共振技术的发展,人们不仅限于对传统解剖形态学定位的认识,而且能借助于磁共振这种无创的检查方法来了解人类神经系统的反应机制,从而在活体上描绘出人类个体所特有的功能区定位,为进一步了解中枢神经系统的作用机制和避免手术对各功能区造成的损伤提供了可资参考的信息。脑的磁共振功能成像(ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｍａｇｎｅｔｉｃｒｅｓｏｎａｎｃｅｉｍａｇｉｎｇ;ｆＭＲＩ)是通过一定的刺激使大脑皮层各功能区在磁共振设备上成像的方法,它结合了功能、影像和解剖三方面的要素,是一种在活体人脑定位各功能区的有效方法。近年来国内…     

前注意视觉皮层脑功能磁共振成像

目的 探讨前注意视觉皮层的非注意视觉偏差刺激自动加工脑功能解剖的分布及意义。方法 对20名健康右利手男性,采用经典oddball被动范式给予非注意视觉刺激,标准刺激为红色方块,概率为80%,偏差刺激为绿色方块,概率为20%,观察功能MRI影像学表现。结果 最终分析15名被试,fMRI检查前、中、后的按键正确率均≥95%,反应时间差异无统计学意义(P=0.470)。fMRI显示右侧梭状回(枕颞内侧回)、右侧部分颞叶、枕叶及海马旁回,左侧枕叶,双侧额上回、双侧额中回及左侧中央前回/后回脑激活区BOLD信号在偏差刺激出现后明显升高。结论 fMRI可以清楚显示前注意视觉皮层功能解剖分布,为临床诊断前注意视觉皮层受损情况提供更加直观的检查方式,为疾病研究提供相应的参考信息。     

初级运动皮层躯体分布图功能磁共振成像研究

目的检验功能性磁共振绘制大脑初级运动皮层躯体分布的能力和激活区特点。方法12例健康志愿者完成手部、肘部和肩部简单上肢运动任务。功能磁共振检查采用平面回波BOLD序列,得出原始图像,利用SPM99软件进行图像后处理,记录初级运动皮层最强信号像素Talairach坐标值,然后采用方差分析方法对x、y、z轴数值进行统计分析。结果所有受检者上肢各部分运动均可以在对侧初级运动皮层产生具有统计学意义的信号变化。激活区分布遵循躯体分布模式,统计分析显示:手部、肘部和肩部激活区最强信号像素x轴数值存在显著差异,手部和肩部激活区最大信号像素z轴数值也存在显著差异。结论f MRI能够准确绘制个体初级运动皮层躯体分布图。     

正常人三种运动任务的血氧水平依赖性磁共振脑功能成像定量分析

目的 利用全脑血氧水平依赖性磁共振脑功能成像(BOLD-fMRI)技术,探讨参与对指、握拳、被动运动的关键脑功能区.方法对10例健康右利手志愿者右手(利手)或左手(非利手)的对指、握拳、被动运动进行全脑BOLD-fMRI扫描,记录激活体积、激活强度,应用配对t检验进行定量分析.结果三种运动模式下,左手运动激活对侧感觉运动皮层(SMC)体积、强度大于右手运动(P<0.05).被动、时指运动激活对侧SMC体积、强度差异无统计学意义(P>0.05).被动、对指运动激活对侧SMC体积大于握拳运动(P<0.05).被动运动激活对侧SMC强度大于握拳运动(P<0.05).对指与握拳运动激活对侧SMC强度差异无统计学意义(P>0.05).结论脑功能区的激活情况与手运动复杂程度有关,体积、强度等定量指标进一步证实利手、非利手激活脑功能区的不对称性.恒定的被动运动(五指依次被动曲伸)任务用于BOLD-fMRI研究具有实用性、可靠性.     

磁共振脑功能成像

磁共振功能成像 (funtional magnetic resonance imaging, fMRI)是一种崭新的成像方法,近年来被广泛地用于脑功能研究,特别是大脑功能区的划分,它突破了既往从解剖学、生理学、病理生理学角度对脑实施研究的状态,开辟了脑功能研究的新领域 [1]。 1 MR脑功能成像原理 MR脑功能成像并不能直接检测神经元活动,而是通过 MR信号反映脑血氧饱和度及血流量的变化,从而间接反映神经元的能量消耗,在一定程度上反映神经元活动情况,达到脑功能成像的目的。神经元活动增强时,脑功能区皮层流过的血流量增加,而细胞耗氧增加量并不明显,二…     

静息态功能磁共振成像观察正常人听觉皮层功能

目的 探讨正常人听觉皮层与全脑的正相关及负相关的功能连接.方法 采用静息态下平面回波成像技术采集44名健康受试者fMRI数据,分别以左侧及右侧AⅠ区为种子点,用功能连接的方法观察左、右大脑初级听觉皮层与全脑的正相关及负相关功能连接脑图.结果 分别以双侧AⅠ区为种子点时,正激活的脑网络主要包含双侧AⅠ、AⅡ、岛叶、辅助运动区及扣带回,以同侧为主;与右侧AⅠ区相关的正激活脑区还包括同侧背侧丘脑.与双侧AⅠ区相关的负激活脑网络与脑默认网络大体一致,主要包括双侧后扣带回/楔前叶、额叶内侧回、顶下小叶,双侧小脑半球可见明显激活.结论 静息态磁共振功能连接可满意显示听觉皮层的连接脑图.正相关功能连接主要局限在听觉系统内,负相关功能连接类似于默认网络.     

脑功能磁共振成像的研究进展

在人类跨入新世纪的时候 ,脑神经科学也进入了一个关键时期。正电子发射体层扫描 (ｐｏｓｉｔｉｏｎｅｍｉｓｓｉｔｉｏｎｔｏｍｏｇｒａ ｐｈｙ,ＰＥＴ)和功能性磁共振成像 (ｆｕｎｃ ｔｉｏｎａｌｍａｇｎｅｔｉｃｒｅｓｏｎａｎｃｅｉｍａｇｉｎｇ ,ｆＭＲＩ)技术发挥了重要作用 ,而ｆＭＲＩ为临床ＭＲ诊断从单一形态学研究到形态与功能相结合的系统研究开辟了一条崭新的道路 ,近年来很多学者已经对其进行了深入研究 ,现将ｆＭＲＩ相关研究及新进展综述如下。1　ｆＭＲＩ发展史回顾美国学者Ｏｇａｗａ[1] 在 1990年首先发现血液中的脱氧…     

磁共振脑功能成像的原理和应用

20世纪90年代后，由于血氧水平依赖法（bloodoxyge鄄nationleveldependent,BOLD）对比技术的发现和利用，BOLD磁共振功能成像（functionalmagneticresonanceimaging,fMRI）已广泛应用于脑功能的研究，且由于其具较高的空间、时间分辨率、无辐射损伤以及可在活体上重复进行检测等优势，成为当今脑功能研究的热点。fMRI的历史背景及基本原理MR进行脑功能活动的研究主要有两种方法：一种是注药对比法。Belliveau等［1］利用这种方法开创了MR研究脑功能的先河。他们对7名正常人在黑暗与光线两种刺激状态下注射二乙烯五胺乙酸钆（Gd鄄DT…     

磁共振脑功能成像的原理及研究进展

近年来随着磁共振技术及脑神经科学的发展，人们对神经系统的研究已不仅局限于解剖定位，更多的是通过磁共振这种无创性的检查方法加深脑功能方面的研究，其中功能磁共振成像（functionalmagneticresonanceimaging，fMRI）就是９０年代以来的一项新发展，fMRI是通过一定的刺激使大脑皮层各功能区在磁共振设备上成像的方法，它结合了功能、影像和解剖三方面的因素，是一种在活体人脑定位各功能区的有效方法。fMRI具有诸多优势，如无创伤性、无放射性、具有较高的时间和空间分辨率、可多次重复操作等，因此，fMRI作为脑功能成像的首选方…     

MRI观察极高海拔攀登者大脑皮质结构改变

目的 采用MRI观察短暂极高海拔探险所致大脑皮质结构改变。方法 对28名健康青年在极高海拔登山前、后及1个月后随访进行常规T2W及全脑高分辨率三维T1W结构成像扫描,观察显著改变的脑区面积及其厚度,并应用Freesurfer软件进行统计学分析。结果 登山前、后及1个月T2WI均未发现异常;左、右侧大脑半球皮层总萎缩面积（平均萎缩率）分别为（3795.14±35.23）mm² [（9.33±3.19）%]和（2175.42±26.15）mm² [（6.49±2.76）%];左侧舌回皮层萎缩率与进入极高海拔持续时间呈弱相关,其余脑区则呈显著相关。结论 攀登极高海拔可引起大脑皮质萎缩,以优势半球明显,主要见于前额叶。     

Hand movement distribution in the motor cortex: the influence of a concurrent task and motor imagery

The aim of this work was to study the relevance of the primary motor cortex (M1) for motor functions different to the simple execution of motor orders. The M1 activity during the performance with individual fingers of a simple motor task (tonic flexion), a motor task that includes a complex motor computation but not motor execution (motor imagery), and a motor task that involves both the computation and execution of movements (phasic movement) was evaluated by functional magnetic resonance imaging (fMRI). The possible influence of other cortical tasks on the M1 activation induced by finger movements was assessed by evaluating the effect of a distracting concurrent task (numeric calculation). Data show that both the dimension of the area activated and the intensity of response were higher during motor planning than during motor execution. There is a mosaic-like distribution for motor-planning M1 functions, with the movement of individual fingers being controlled from several M1 loci. The concurrent mental-task induces a rapid functional reconfiguration of M1, adding M1 subsets to motor programming but excluding others. Present data support the involvement of the M1 in more than just simple motor execution, showing broader and more intense modifications during motor tasks not accompanied by movements (motor imagery) than during the execution of simple motor acts (tonic flexion).     

屈光参差性弱视患者立体视觉相关皮层的fMRI评价

目的评价屈光参差性弱视患者立体视觉相关皮层的功能状况,讨论立体视觉功能障碍的可能神经机制。方法屈光参差性弱视患者11例,正常对照组10例,对两组进行组块设计的fMRI实验。刺激内容为计算机生成的随机点平面图和立体图,要求被试通过红蓝滤光镜片观察图案,识别平面或立体图。采用SPM2进行图像后处理,采用随机效应组分析方法获得弱视组及对照组在平面刺激和立体刺激下的平均图,并采用组间分析获得两组在立体视觉刺激下的差异图。结果两种图形刺激下,两组均见双侧枕叶激活;立体图刺激下对照组还可见双侧顶叶激活,弱视组仅见右顶叶激活。立体图形刺激下,对照组减患者组的差异图显示右侧枕叶和双侧顶叶后部激活。结论双侧顶叶后部激活下降或消失是屈光参差性弱视患者立体视觉障碍的一种神经机制。     

利用静息态功能磁共振成像研究缺血性脑卒中患者康复治疗后运动功能网络连接的变化

目的利用静息态功能磁共振成像技术研究缺血性脑卒中患者康复治疗前后运动功能网络连接变化的特点。方法对2例符合亚急性缺血性脑卒中影像学诊断标准的患者在功能性电刺激康复治疗前后各进行一次静息态功能磁共振扫描,比较两次扫描的运动脑区功能连接的差异。结果康复后患者上肢运动功能改善;与康复治疗前相比,康复治疗后左侧和右侧的运动皮层功能连接均降低,左侧和右侧的运动皮层功能连接系数降低值与脑卒中患者上肢运动功能以及日常生活能力的改善程度相关。结论缺血性脑卒中患者上肢运动功能改善后,即康复后患侧脑区对健侧脑区依赖性减低,并且功能连接系数的降低与脑卒中患者上肢运动功能的改善相关。     

脑磁图SAM分析法定位皮质运动功能初步探讨

目的利用脑磁图SAM分析法研究健康受试者运动皮质反应及其磁源影像定位价值。方法10例右利手健康受试者给予tone音刺激,受试者听到声音后右手食指触压按键感应器。以运动触发为基点进行平均,选择触发点前后的波形分别用等价电流偶极子(ECD)和合成孔径磁场测量(SAM)进行分析,最终形成三维的脑功能影像图。结果所有10例受试SAM法均定位大脑皮层中央前回,与运动皮层解剖位置一致,ECD法7例定位于中央前回运动中枢,3例定位偏差。结论脑磁图SAM分析方法可以很好地显示皮质运动反应并能对皮层运动功能进行成功定位。     

弱视的功能MRI研究现状与进展

功能MRI（functional magnetic resonance imaging,fMRI）技术可以无侵入、直观地对人体大脑组织进行成像,并且能反应大脑特定区域的功能活动特点,在弱视的研究应用中得到了快速发展。     

静息态与任务态功能MRI在脑肿瘤患者术前运动皮层定位的研究

目的通过对比脑肿瘤患者的静息态功能MRI(rs-fMRI)与任务态功能MRI(task-fMRI),评价rs-fMRI在脑肿瘤患者运动皮层术前定位中的作用。方法对12例脑肿瘤患者行fMRI,所有数据均采用FSL软件多元线性优化分解的独立成分(MELODIC ICA)分析方法。结果实验结果表明肿瘤越靠近大脑中央沟附近(例1、3、7、8、11患者),rs-fMRI和task-based fMRI的激活差异较大;而病灶远离大脑中央沟(例2、4、5、6、9、10、12患者),rs-fMRI和task-based fMRI叠加图像比较相符;患侧激活较健侧激活有所减弱。结论 rs-fMRI及task-based fMRI可以作为脑肿瘤患者运动区术前定位的一种辅助方法,且rs-fMRI尚不能替代task-based fMRI而作为一种单独的术前定位运动皮层的方法。     

脑肿瘤致偏瘫患者患侧运动区定位的fMRI研究

目的采用功能磁共振成像技术对脑肿瘤致偏瘫患者患侧运动皮层进行定位研究。方法选择7例运动皮层区域肿瘤致偏瘫患者,采用组块设计的方法,分别行健侧手、患侧手、双手同时的三种静止与对指任务,在GESigna1.5T磁共振成像仪下行数据采集,SPM99进行数据后处理,结果采用单样本分析,另选9例临床症状轻或无的该区域肿瘤患者作为对照。结果对照组中每位病例不同任务下对比显示激活的PM区后方紧邻M1区。偏瘫患者组中仅有3例能完成含有患侧手的动作任务(42.9%),这3例患侧SMA、PM、M1区有激活。7例患者均完成了健侧手的动作任务,且有6例患侧辅助运动区、运动前区有激活(85.7%)。结论偏瘫患者健侧手复杂对指时能激活患侧的辅助运动区和运动前区的位置,并可以PM区推断主运动区的位置,这在患侧手不能完成动作任务而患侧脑区不能定位时起到了较好的弥补作用。