轻度认知功能障碍患者大脑fMRI网络小世界特性

目的 应用静息态fMRI观察轻度认知功能障碍（MCI）患者大脑功能网络是否具有小世界特性。方法 采集13例MCI患者（MCI组）和17名正常老年人（NC组）的大脑静息态BOLD-fMRI数据。采用SPM5软件对图像进行预处理,将大脑分割为90个区域,计算90个区域间的相关系数。以矩阵稀疏度（Sparsity）为阈值,将相关矩阵转换为网络。计算网络的聚类系数（C）和平均路径长度（L）,若满足γ=C/C_rand>1且λ=L/L_rand≈1（rand代表相应随机网络）,为则认为大脑功能网络具有小世界特性。采用双样本t检验比较MCI组与NC组大脑功能网络小世界参数的差异。结果 在0.10~0.40阈值范围内,MCI组和NC组均符合γ>1且λ≈1。MCI组γ和δ均大于NC组,且在0.10≤Sparsity≤0.18时差异有统计学意义（P<0.05）;MCI组λ在各阈值处均小于NC组,在Sparsity=0.18、0.28和0.32处差异有统计学意义（P<0.05）。结论 MCI患者大脑fMRI网络具有小世界特性,且与正常老年人相比有所增强。     

基于DTI数据分析轻度认知功能障碍患者脑结构网络

目的 基于DTI数据构建大脑结构网络观察轻度认知障碍（MCI）患者脑结构网络是否具有小世界属性及其相关特征参数变化。方法 对26例MCI患者（MCI组）和27名正常老年人（NC组）采集大脑DTI数据，以PANDA软件对图像进行预处理，以自动解剖标定（AAL）模板将大脑皮质划分为90个区域，采用确定性纤维示踪算法示踪纤维，以每对脑区间纤维束数目（FN）为阈值T，构建白质纤维连接网络。设定T的取值范围为1~5，步长为1，分别计算不同T值时脑结构网络特征参数，包括平均路径长度（L_P）、聚类系数（C_P）、全局效率（E_global）及局部效率（E_local），若满足γ=C/C_rand>1且λ=L/L_rand≈1（rand代表相应随机网络）或δ=γ/λ>1，则脑结构网络具有小世界特性。比较不同T值时2组大脑结构网络特征参数的差异。结果 1≤T≤5时，MCI组和NC组均符合γ>1且λ≈1；MCI组L_P均高于NC组（P均<0.05）；MCI组C_p与NC组差异均无统计学意义（P均>0.05）。1≤T≤4时，MCI组E_global均低于NC组（P均<0.05）；T=2时，MCI组E_local值低于NC组（P<0.05）。结论 MCI患者大脑结构网络具有小世界属性，但其小世界特性受损。     

阿尔茨海默病患者脑功能网络小世界属性改变及其与认知功能的相关性

目的 利用图论分析方法观察阿尔茨海默病（AD）患者脑功能网络小世界属性改变及其与认知功能的相关性。方法 对42例AD患者（AD组）和31名正常志愿者（对照组）进行神经心理学评估,并采集静息态fMRI数据,构建小世界网络,计算小世界网络属性参数,包括聚类系数（C_p）、最短路径长度（L_p）、标准化聚类系数（γ）、标准化最短路径长度（λ）及小世界性（σ）。以独立样本t检验比较2组间小世界网络属性的差异,以偏相关分析评估小世界网络属性与认知评分的相关性。结果 在不同稀疏度下,AD组及对照组σ均>1,表示AD患者及正常受试者脑功能网络均具有小世界属性。AD组小世界属性参数L_p、λ大于对照组（P均<0.05）,AD组与对照组间C_p、γ差异均无统计学意义（P均>0.05）。AD患者C_p与听觉词语学习测验（AVLT,即时）、AVLT（延迟）评分呈正相关（r=0.646,P<0.001;r=0.438,P=0.008）,L_p与AVLT（即时）评分呈负相关（r=-0.381,P=0.035）。结论 AD患者脑功能网络的小世界属性发生改变,且与情景记忆能力具有相关性。脑功能网络小世界属性改变能够较好地反映AD患者的病理生理改变。     

MR扩散张量成像诊断慢性脊髓型颈椎病

目的 探讨3.0T MR DTI诊断慢性脊髓型颈椎病的价值。 方法 应用SE-EPI序列对64例病程超过2年的慢性脊髓型颈椎病患者(CSM组)和31名健康志愿者(对照组)行颈髓DTI。将颈髓分为上、中、下三段,分析CSM组各段颈髓ADC值、FA值、纵向本征(λ_L)值及横向本征(λ_T)值的变化。结果 所有受检者颈髓DTI显示满意。CSM组上、中、下各段颈髓的ADC值(F＝251.20)、FA值(F＝47.54)、λ_L值(F＝210.14)、λ_T值(F＝104.39)差异均有统计学意义(P均＜0.0001)。对照组上、中、下各段颈髓的平均ADC值为(0.81±0.06)×10^-3 mm²/s,FA值为0.65±0.04,λ_L值为(1.66±0.10)×10^-3 mm²/s,λ_T值为(0.47±0.04)×10^-3 mm²/s,在颈髓各节段之间各参数值差异无统计学意义。与对照组比较,CSM组直接受压部位处ADC、FA、λ_L、λ_T的t值分别为20.84、12.53、6.00和20.84,差异有统计学意义(P均＜0.05)。 结论 通过ADC、FA、λ_L和λ_T能够检测颈髓微观结构的变化。DTI是判定慢性脊髓型颈椎病脊髓受压范围和受损程度的有效方法。     

MRI表观弥散系数与腰椎间盘退变分级的相关性

目的 探讨腰椎间盘髓核弥散能力与其退变程度、解剖水平的相关性。方法 收集符合纳入标准的慢性下腰痛患者42例,行腰椎MRI,扫描序列为矢状位T1W、T2W及轴位T2W、DTI,椎间盘按Pfirrmann分级。测量不同退变分级及不同解剖水平各椎间盘髓核相对ADC值并进行比较,分析椎间盘退变分级、解剖水平与ADC值的相关性。结果 210个椎间盘(L_1-2~L₅-S₁各42个),Pfirrmann分级Ⅱ~Ⅴ级分别为73个、95个、38个、4个。所有椎间盘相对ADC值平均为0.45±0.10,Ⅱ~Ⅴ级分别为0.48±0.08、0.45±0.10、0.42±0.09、0.23±0.15;L_1-2~L₅-S₁分别为0.44±0.08、0.45±0.08、0.45±0.10、0.45±0.11、0.45±0.12。不同退变分级椎间盘的ADC值差异有统计学意义(P<0.01);两两比较,除Ⅲ级与Ⅳ级两组总体无差异(P＞0.05)外,其他各级之间差异均有统计学意义(P<0.05)。椎间盘ADC值与Pfirrmann退变分级具有相关性(r=-0.25,P<0.05)。结论 DTI可定量评价椎间盘退变。     

脊髓型颈椎病患者小视野扩散张量成像参数与临床评价的相关性

目的 探讨脊髓型颈椎病(CSM)患者颈脊髓的扩散张量参数变化特点及与临床评分的相关性。 方法 收集39例临床诊断明确的CSM患者(病例组),以21名无脊髓功能损害的志愿者作为对照组,行常规颈椎MR检查及小FOV DTI,分别测量病例组C_2~3水平、病变水平及对照组C_2~3、C_3~7水平FA值及平均扩散系数(MD)值,并对CSM患者进行JOA问卷调查。 结果 病例组脊髓受压水平FA值明显低于对照组C_3~7水平FA值(P<0.05),C_3~7各水平FA值组间比较差异有统计学意义(P<0.05);病例组病变水平MD值明显高于对照组C_3~7水平MD值(P<0.05)。病例组C_3~4和C_4~5水平FA值与JOA评分呈明显正相关(r=0.633,P=0.003;r=0.446,P<0.05)。 结论 CSM患者病变水平FA值明显减低,C_3~5水平FA值随CSM患者临床症状的加重而减低。     

静息态fMRI评价阿尔茨海默患者大脑功能网络效率变化

目的 采用图论方法探讨阿尔茨海默病(AD)对大脑功能网络效率的影响.方法 对33例AD患者(AD组)和20名健康老年志愿者,以简易智能状态量表(MMSE)和Mattis痴呆评定量表(DRS)评估认知水平;采集静息态BOLD-fMRI的数据,应用解剖学自动标记模板把大脑分为90个区域,提取每个区域内所有体素的BOLD信号平均值,计算每两个区域间的相关系数,构建功能网络.利用图论方法检验两组人群脑功能网络的小世界属性,计算网络的效率,评价AD组脑网络效率的特征性变化.结果 AD组MMSE和DRS平均分值均显著低于正常对照组(P<0.01).以连接矩阵的稀疏度(Sparsity)为阈值,在0.1~0.4范围内,两组受试者的全局效率低于相应的随机网络,高于规则网络;局部效率高于随机网络,低于规则网络,都具有小世界属性.与正常对照组比较,AD组全局效率显著降低,局部效率显著增高(P<0.05).结论 AD患者的大脑功能网络仍具有小世界属性,但其全局效率显著降低,局部效率显著增高,提示AD患者脑功能网络的信息传递能力和效率受损.     

应用迭代重建技术的低剂量增强CT评估肝脏肿瘤的可行性

目的 评价采用iDOSE迭代重建技术低剂量增强CT评估肝脏肿瘤的可行性。方法 选择临床拟诊肝脏肿瘤患者48例进行常规剂量及低剂量门脉期肝脏增强CT扫描,常规剂量扫描采用滤波反投影(FBP)重建生成图像(A组),低剂量扫描分别采用FBP(B组)及iDOSE重建生成图像(C组),计算噪声(Noise)及CNR;按1~4分评价诊断信息(肿瘤边缘锐利度、肿瘤与正常肝脏组织对比度、图像主观噪声、图像总体质量),并对3组结果进行比较。结果 低剂量扫描序列有效剂量(ED)较常规剂量平均降低49.71%。C组图像噪声较A、B两组降低(Noise_C=12.79±2.53,Noise_A=14.27±3.44,Noise_B=19.04±4.03;P均＜0.001),CNR升高(CNR_C=3.52±1.87,CNR_A=2.61±1.77,CNR_B=2.56±1.37;P均＜0.001)。C组图像各项诊断信息评分与A组无差异(P＞0.05)。结论 应用iDOSE迭代重建技术可在扫描剂量减半的情况下获得满足诊断要求的肝脏增强CT图像。     

健康成人豆状核弥散特性与铁含量的相关性

目的 探讨脑正常老化过程中豆状核的弥散特性与铁含量的相关性.方法 对124名右利手健康志愿者行脑DTI与SWI,测量壳核和苍白球FA、平均扩散率(MD)、本征值(λ₁、λ₂、λ₃)及Phase值;应用SWI测量30岁以上志愿者额叶白质、尾状核头、壳核、苍白球、丘脑、红核、黑质的Phase值,分析Phase值与铁含量的相关性;比较壳核与苍白球之间上述各指标的差异;分析壳核和苍白球上述各指标与年龄的相关性及各弥散参数与Phase值的相关性.结果 Phase值与铁含量呈负相关(r=-0.837,P=0.019).壳核FA、MD、λ₁和λ₂低于苍白球,λ₃和Phase值高于苍白球,差异均有统计学意义(P均<0.001).壳核各弥散参数均与年龄呈正相关(P均<0.05),Phase值与年龄呈负相关(P均<0.001);苍白球MD、λ₁、λ₂和λ₃与年龄呈正相关(P均<0.001),FA和Phase值与年龄无相关性(P均>0.05).左侧壳核FA和λ₁,右侧壳核FA、λ₁和MD与Phase值呈负相关(P均<0.01);双侧苍白球各弥散参数与Phase值均无相关性(P均>0.01).结论 壳核与苍白球之间弥散参数及铁含量存在差异,双侧壳核FA、λ₁及右侧壳核MD与铁含量呈正相关.     

3.0T BOLD-fMRI评价丹参注射液对大鼠对比剂肾病的保护作用:与病理对照研究

目的 采用血氧水平依赖功能MRI(BOLD-fMRI)技术评估丹参注射液对大鼠对比剂肾病(CIN)的保护作用。方法 将60只SD大鼠随机均分为丹参组和对照组进行BOLD-fMRI,分别于注射对比剂前、后连续注射丹参注射液及生理盐水7天(每天1次);于注射对比剂前、注射后20 min、24 h、48 h、72 h和7天点每组各取5只大鼠行BOLD-fMRI扫描,测量大鼠肾脏外髓部R₂^*值,后取大鼠肾脏行病理检查,评价外髓部肾小管损伤情况,分析和比较两组R₂^*值及病理损伤变化过程和差异,评价R₂^*值与病理损伤相关性。结果 两组大鼠外髓部R₂^*值于注射对比剂后20 min均增高,随后对照组先回落后复升高,丹参组持续回落;注射对比剂前及注射后20 min和48 h丹参组R₂^*值高于对照组(P均<0.05),注射后72 h和7天丹参组R₂^*值低于对照组(P均<0.05)。病理结果表明两组大鼠注射对比剂后20 min外髓部肾小管均出现损伤,注射后7天对照组病理损伤评分达最高,丹参组恢复至注射前水平;注射对比剂后20 min丹参组病理损伤评分明显高于对照组(P<0.01),24 h~7天丹参组病理损伤评分均低于对照组,除24 h外,余时间点两组间差异均有统计学意义(P均<0.05)。肾脏外髓部R₂^*值与肾小管损伤病理损伤评分呈正相关(右肾:r=0.58,左肾:r=0.52,左右肾合计:r=0.56;P均<0.001)。结论 丹参注射液对CIN具有预防和治疗作用,其效果可通过3.0T BOLD-fMRI进行检测。     

轻度认知功能损害的BOLD-fMRI研究进展

对轻度认知功能损害(MCI)患者执行记忆任务时的BOLD-fMRI研究已揭示了人类记忆损害时记忆环路功能的异常.应用BOLD-fMRI对MCI内颞叶记忆系统功能激活异常与脑功能连接的关系也在进一步研究中.本文对MCI的BOLD-fMRI研究进展进行综述.     

Pain modulates cerebral activity during cognitive performance

The present study investigates how pain modulates brain activity during the performance of a semantic cognitive task. Based on previous observations, we hypothesized that a simultaneous painful stimulus will induce an activation increase in brain regions engaged in the cognitive task. High-field BOLD-fMRI experiments were conducted on 12 young healthy subjects, using a 2 x 2 factorial design. Painful stimuli were induced by thermal hot stimulation (46-49 degrees C) on the palmar surface of the hand, using a contact thermode. Cognitive tasks consisted of either word generation (category fluency) or word repetition. Brain activity owing to the semantic tasks in the group was highly consistent with previous neuroimaging studies. When the painful stimulus was added to the cognitive task, activity in brain regions involved in semantic cognition, such as Broca's area, was increased (P < 0.01). Pain also modulated activity in brain areas not directly engaged in cognition. A positive modulation effect was observed in the midcingulate and the dorsomedial prefrontal cortex (P < 0.05). A negative modulation effect was observed in perigenual cingulate cortex, insula, and medial thalamus (P < 0.05).     

耳鸣患者脑听觉激活区BOLD-fMRI的研究

目的:分析应用BOLD-fMRI观察耳鸣患者的脑听觉激活区情况。方法:从我院选取2018年7月-2019年7月收治的20例耳鸣患者作为观察组,采用BOLD-fMRI检查方式,对耳鸣患者的大脑听觉皮质区激活信号进行观察,选择20例健康者作为对照组,分析的对照组健康者与观察组耳鸣患者用纯音刺激单耳时,听觉皮质激活区的情况。结果:20例健康者的颞叶区,经纯音刺激后出现激活反应,且在健康者的颞叶区的颞上回部位的激活率最高,在对侧听觉皮质激活中,刺激单耳时其激活体积及信号强度明显比同侧更高(P<0.05),主要表现出对侧的半球传导优势。在纯音刺激耳鸣患者时其大脑皮质激活区的激活体积、信号强度及解剖部位规律混乱。结论:应用BOLD-fMRI对耳鸣患者进行观察,发现在其听觉皮质区的神经活动存在异常现象。     

帕金森病静息态脑功能MRI研究

目的：应用血氧水平依赖的功能MRI（BOLD-fMRI）,探索帕金森病（PD）患者静息态脑功能可能存在的异常。材料与方法对68例PD患者和36例健康志愿者进行静息态BOLD-fMRI检查。分析PD组与正常对照组标准化脑功能低频振荡幅度（mALFF）的差异。结果与正常对照组比较,PD组在双侧辅助运动区、中后扣带回、楔前叶、海马、海马旁回、外侧苍白球、背侧丘脑、小脑前叶以及右侧局部初级运动皮层、岛叶、尾状核、壳核、小脑后叶等广泛区域mALFF值显著减低（P〈0.05,AlphaSim校正）,在双侧前额叶、顶叶及颞叶的广泛外侧皮层、左侧枕叶初级视觉皮层等区域mALFF值显著增高（P〈0.05,AlphaSim校正）。结论 PD患者静息态脑功能存在广泛异常,主要表现为PD患者在运动调节相关脑区、默认网络关键节点、边缘系统等部位神经元活动减弱,在前额叶、顶叶、颞叶的广泛外侧皮层以及初级视觉皮层等部位神经元活动增强。     

播散性皮层抑制猫脑模型的磁共振功能成像研究

目的：用血氧水平依赖性磁共振功能成像（BOLD-fMRI）技术研究KCl诱导猫脑模型的播散性皮层抑制（SCD）。方法：雌猫6只,双侧额窦开颅并充填琼脂糖凝胶,两侧上侧裂回上方开颅,以备分别注入KCl凝胶和生理盐水凝胶。在1.5T场强下分别行静息期、KCl刺激期及对侧生理盐水刺激期BOLD-fMRI采集。结果：KCl刺激区上侧裂回及邻近边缘回脑皮层可见脑功能激活区者5例,并播及到同侧边缘回后部,而对侧大脑半球均无脑激活区。感兴趣区时间-信号强度曲线显示注入KCl后,fMRI信号立即显著增高,并维持于高水平较长时间。结论：BOLD-fMRI能准确检测出SCD伴发的神经血管耦联现象—脑血流量的变化,是研究SCD的可靠方法。     

磁共振功能成像观察猫播散性皮层抑制

目的 利用磁共振功能成像(fMRI)研究KCl诱导猫脑模型的播散性脑皮层抑制(SCD)现象.方法 雌猫6只,双侧上侧裂回上方开颅,以备分别注入KCl凝胶和生理盐水凝胶.磁共振检查首先行垂直相交的横断面、矢状面、冠状面T1WI及T2WI扫描,分析各方位图像的解剖特点;然后分别行静息期、KCl刺激期及对侧生理盐水刺激期BOLD采集.最后取局部脑组织行病理学检查.结果 包括双侧上侧裂回和边缘回的冠状面图像能显示脑回的长轴及相邻脑回的关系.脑激活图显示KCl刺激区上侧裂回及邻近边缘回脑皮层出现激活区者5例,同侧边缘回后部出现激活区者5例.时间-信号强度曲线显示注入KCl后,fMRI信号立即显著增高,并持续维持于高水平.病理检查显示KCl刺激局部神经细胞水肿.结论 包括双侧上侧裂回和边缘回的冠状面是磁共振功能成像研究SCD的理想成像层面;fMRI能准确检测出SCD伴发的脑血流量的变化.     

失神性癫痫的动态功能MRI研究

目的 采用动态分析的功能MRI(fMRI)技术,观察失神性癫痫发生过程中脑区活动改变的特征.材料与方法 12例儿童失神性癫痫患者参与了研究.采用同步脑电图(EEG)-fMRI技术,采集17次全面棘慢波癫痫发放的fMRI数据.采用基于序列血流动态反应函数的广义线性模型分析技术及时间序列分析技术,观察失神性发作时癫痫全面性棘慢波发放引起的脑区动态改变过程.结果 丘脑以及包括默认网络在内广泛的皮层区域在癫痫发作时有显著的信号改变;在癫痫发作前18s丘脑与皮层即有信号的改变,并且随时间进程,BOLD信号的相位发生逐渐翻转改变;发作后丘脑的最大激活与皮层的最大负激活出现时间点不同.结论 丘脑活动与失神性癫痫的发作有关,而默认网络及外侧额叶等广泛脑区的负激活与癫痫发作意识损害等功能抑制有关;不同的脑区在癫痫发放过程中受到影响的时间不同;促进了对失神性癫痫发作时意识受损的病理生理机制的理解.     

Evoked-cerebral blood oxygenation changes in false-negative activations in BOLD contrast functional MRI of patients with brain tumors

Blood oxygenation level dependent contrast functional MRI (BOLD-fMRI) has been used to define the functional cortices of the brain in preoperative planning for tumor removal. However, some studies have demonstrated false-negative activations in such patients. We compared the evoked-cerebral blood oxygenation (CBO) changes measured by near-infrared spectroscopy (NIRS) and activation mapping of BOLD-fMRI in 12 patients with brain tumors who had no paresis of the upper extremities. On the nonlesion side, NIRS demonstrated a decrease in deoxyhemoglobin (Deoxy-Hb) with increases in oxyhemoglobin (Oxy-Hb) and total hemoglobin (Total-Hb) during a contralateral hand grasping task in the primary sensorimotor cortex (PSMC) of all patients. On the lesion side, NIRS revealed a decrease in Deoxy-Hb in five patients (Deoxy-decrease group), and an increase in Deoxy-Hb in seven patients (Deoxy-increase group); the Oxy-Hb and Total-Hb were increased during activation in both groups, indicating the occurrence of rCBF increases in response to neuronal activation. BOLD-fMRI demonstrated clear activation areas in the PSMC on the nonlesion side of all patients and on the lesion side of the Deoxy-decrease group. However, in the Deoxy-increase group, BOLD-fMRI revealed only a small activation area or no activation on the lesion side. Intraoperative brain mapping identified the PSMC on the lesion side that was not demonstrated by BOLD-fMRI. The false-negative activations might have been caused by the atypical evoked-CBO changes (i.e. increases in Deoxy-Hb) and the software employed to calculate the activation maps, which does not regard an increase of Deoxy-Hb (i.e., a decrease in BOLD-fMRI signal) as neuronal activation.     

汉语言自由联想功能磁共振的初步研究

目的设计一种适合汉语言自由联想的脑功能磁共振刺激任务,探索汉语言自由联想脑功能区表现。材料与方法对19名健康汉语志愿者进行任务态自由联想语言功能刺激,同时采集功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,f MRI)数据,通过SPM8软件分析获取自由联想任务相关主要脑功能区位置,激活大小及最大激活强度。结果汉语自由联想主效应区位于右颞上回(BA21);左颞枕内侧回、左海马旁回在联想任务中没有激活信号,双侧海马的激活程度较低。结论利用该语言任务能激活正常人自由联想语言功能区;同时血氧水平依赖性功能磁共振成像(blood oxygen level dependent functional magnetic resonance imaging,BOLD-f MRI)可以准确定位激活区,量化激活区大小及最大激活强度,技术稳定可靠,适用于汉语言联想相关脑功能区疾病研究。