基于rs-fMRI的脑默认模式网络研究进展

【摘要】默认模式网络（DMN）是目前已知人脑静息态（即非执行任务时）起主要作用的脑区集合。先前的研究证实了DMN是一组由空间分离但功能连接密切相关的脑区组成。这也是随着静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）技术的发展，对人脑复杂网络研究的重要突破。目前，基于rs-fMRI的DMN研究在多个领域已达到一定的深度及广度。此外，传统中医针灸在DMN的研究中特色鲜明，体现了针灸神经影像交叉学科的独特性。本文对目前rs-fMRI技术在DMN的研究进展进行综述，旨在为神经影像学领域脑网络功能的研究提供借鉴。     

急性期、缓解期RRMS患者静息态功能网络连接的fMRI研究

目的运用功能网络连接方法探讨复发缓解型MS(relapsing remitting MS,RRMS)患者急性期、缓解期的大尺度静息态功能网络间的延迟相关性。方法选取15例RRMS急性期患者(为急性期组)、23例缓解期患者(缓解期组)及23例年龄、性别和教育匹配的健康者对照。受试者接受静息态功能成像扫描及临床量表评分,在Matlab平台上采用高模型阶数的组间独立成分分析算法分离出独立分量,基于最大空间相关模板匹配算法识别出8个认知相关RSNs,应用FNC工具箱执行Lag-shift算法,计算RSNs间在时间上的最大延时相关系数,比较急性期RRMS患者与健康对照组、缓解期RRMS患者与健康对照组功能网络连接差异。结果RRMS患者急性期组与缓解期组扩展残疾量表得分存在统计学差异。与健康对照组比较,RRMS患者急性期组前突显网络在时间上滞后于背侧默认网络;高级视觉网络滞后于右侧执行控制网络。缓解期组RRMS患者右侧执行控制网络滞后于前突显网络,背侧默认网络滞后于初级视觉网络、高级视觉网络。结论RRMS患者存在认知相关功能网络连接异常,背侧默认网络、右侧执行控制网络功能连接改变在缓解期组RRMS患者功能代偿机制中具有重要作用。     

冠心病患者静息态fMRI脑网络改变与认知功能的分析

目的 探讨应用静息态fMRI和图论分析方法,分析冠心病患者脑功能网络的拓扑属性及其与认知功能的关系。方法 选取70例冠心病患者（冠心病组）和50例年龄、性别和教育年限匹配的健康受试者（对照组）,先采用简易智力状态量表（MMSE）、蒙特利尔认知量表（MoCA）评估其认知功能,再进行静息态fMRI扫描。图像预处理后利用Pearson correlation构建功能连接网络,并用图论方法分析其拓扑属性。采用统计学方法比较两组之间的认知评分、网络拓扑属性差异及其与认知功能的相关性。结果 冠心病组MMSE、MoCA评分均较对照组明显降低,差异有统计学意义（P<0.001）。两组均表现出小世界网络,但是冠心病组聚类系数（Cp）较对照组更低,差异有统计学意义（P<0.05）,而在全局效率（Eg）、局部效率（Eloc）、特征路径长度（Lp）、标准化聚类系数（γ）、标准化特征路径长度（λ）及小世界属性（σ）方面差异均无统计学意义（P>0.05）。冠心病组节点度在左侧眶部额上回较对照组增大,差异有统计学意义（P<0.05）,在右侧颞上回和双侧颞中回较对照组减小,差异有统计学意义（P...     

皮质下血管性认知功能障碍的脑默认网络静息态功能磁共振研究

目的运用静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)研究皮质下缺血性血管性认知功能障碍(VCI-SIVD)患者在静息状态下的脑默认网络(DMN)。方法收集缺血性脑小血管疾病患者68例,经临床痴呆量表评分后分为血管性痴呆组(VaD组)12例,非痴呆型血管性认知功能障碍组(VCIND组)21例,认知功能正常者35例为对照组,分别采集高分辨率结构像和静息态功能磁共振数据,通过独立成分分析方法(ICA)计算并对比3组患者脑功能活动的改变。采用两样本t检验分别对VCIND组与正常对照组、VaD组与VCIND组、VaD组与正常对照组DMN的功能连接进行组间比较,观察静息状态下脑默认网络的改变情况,并分析VaD患者DMN默认网络与认知功能间的相关性。结果与正常对照组相比,VCIND组患者默认网络脑区的功能连接既有增高也有降低,增高的脑区包括双侧顶叶及颞中回,降低的脑区包括眶额叶、内侧前额叶、前扣带回及双侧枕叶;VaD组患者出现双侧小脑的功能连接增强,VaD组眶额叶、额中回、额下回、双侧枕叶及双侧颞叶的功能连接减低;VaD患者DMN统计脑图与数字连线A、数字符号转换、MOCA等多个临床量表评分存在显著相关性,差异有统计学意义(P0.05)。结论在静息状态下,血管性认知功能障碍患者的大脑默认模式网络存在异常,并存在以执行功能障碍为主的多个领域的认知功能损害,其认知功能障碍可能与额叶-皮质下环路受损有关。独立成分分析在评价血管性认知功能障碍及其早期诊断中有重要价值。     

基于ICA-fMRI的首发未用药强迫症患者的静息态脑网络研究

【摘要】目的：分析首发未用药强迫症患者静息态脑网络的特点及差异,探讨首发未用药强迫症患者的静息态脑功能状态。方法：对24例首发强迫症患者（强迫症组）及24例年龄、性别、受教育年限相匹配的健康志愿者（对照组）采用3.0T磁共振扫描仪行静息态脑功能磁共振成像（fMRI）检查,采用独立成分分析（ICA）法分离静息态脑网络成分并进行统计学分析,首先采用单样本t检验制作网络成分模板,再采用双样本t检验进行组间不同功能网络内异常脑区的比较;采用耶鲁-布朗强迫量表（Y-BOCS）、24项汉密尔顿抑郁量表（HAMD-24）、汉密尔顿焦虑量表（HAMA）等评估临床症状。结果：通过首发强迫症患者与正常对照组数据分析获得10个静息态脑网络模板,分别为前默认网络、后默认网络、背侧注意网络、突显网络、左额顶网络、右额顶网络、内侧视觉网络、外侧视觉网络、枕极视觉网络、听觉网络。静息态脑网络内功能连接分析结果显示后默认网络中双侧楔叶功能连接增强（T=3.822,P＜0.05）,右额顶网络中右侧顶下小叶功能连接增强（T=5.291,P＜0.05）,外侧视觉网络中右侧枕中回功能连接增强（T=4.614,P＜0.05）。右侧额顶网络的右侧顶下小叶功能连接值与Y-BOCS总分呈负相关（r=-0.470,P＜0.05）。结论：首发强迫症患者较健康志愿者存在多个静息态脑网络异常,主要表现为功能连接的增强;强迫症患者可能存在一定的认知功能代偿。     

抑郁障碍相关性失眠患者静息态脑默认网络磁共振研究

目的 分析静息状态下中青年抑郁障碍相关性失眠(DRI)患者的相关功能脑区的连接特点,在功能影像学的基础上探讨其发生的神经功能及生理学的机制.方法 对28例首发DRI的患者及25名健康志愿者,进行静息态的功能磁共振(fMRI)检查,采用种子相关分析方法,以大脑双侧后扣带回(PCC)为感兴趣区,进行脑功能连接数据分析,碍到具有差异性的功能连接的脑区.结果 与正常组比较,DRI患者左侧中央旁小叶,左侧楔前叶,双侧小脑后叶等脑区与后扣带回功能连接减低;双侧颞上回,右侧颞中、颞下回,右侧额中回等脑区与后扣带回功能连接增强.结论 DRI患者默认网络(DMN)与后扣带回功能连接出现异常;失眠维持及抑郁障碍的发生两者的神经机制存在互通性.     

高度近视静息态脑功能网络的拓扑结构改变

【摘要】目的：基于图论的复杂网络方法，探讨高度近视患者（HM）与视力正常者（NC）之间静息态脑功能连接网络的拓扑结构变化。方法：采集25例高度近视患者及27例视力正常被试的静息态fMRI数据，以BN246脑图谱为模板，分别构建两组样本的脑功能网络，计算和比较两组间脑网络的全局属性：小世界性、脑网络全局效能、脑网络局部效能，并进一步对比各节点属性：节点度、节点效能、节点聚类系数和节点局部效能的组间差异。结果：HM组和NC组的脑功能网络均具有小世界性，两组脑网络的小世界性在各稀疏度下均大于1。与NC组比较，HM组的网络局部效能显著降低（t=2.11，P<0.05）；HM组中部分视觉相关脑区的节点属性发生改变，双侧颞下回和右内侧顶枕沟的节点聚类系数和节点局部效能显著降低（t值分别为4.54、4.56、3.73、3.72、3.79和3.82，P值均<0.001），右侧额下回岛盖的节点聚类系数降低（t=4.15，P<0.001），右侧尾状核的节点度、节点效能均提高（t=3.74、t=3.72，P值均<0.001），左侧杏仁核的节点聚类系数降低（t=3.54，P<0.001）。结论：高度近视人群的静息态脑功能连接网络具有小世界属性，但其视觉响应的注意力调制、视觉注意力及与情感相关的脑区节点属性发生了改变，提示高度近视者局部网络信息传递异常。     

儿童癫痫静息态fMRI的研究进展

癫痫是脑神经元同步异常放电导致的脑功能紊乱综合征,其反复发作可造成认知功能的损伤和行为的异常。静息态功能MRI（rs-fMRI）是一种血氧水平依赖功能MRI,可对大脑静息态下的自发活动进行研究。目前大量癫痫rs-fMRI 的研究主要集中于成年病人,然而儿童癫痫的病因、发病机制及临床治疗等都与成人癫痫不尽相同。主要对近年来rs-fMRI 在儿童癫痫静息态网络、认知功能障碍研究及其在儿童癫痫手术治疗方面的应用予以综述。     

静息态fMRI在神经精神疾病中的研究进展

静息态功能MRI(rs-f MRI)是一种利用血氧水平依赖(BOLD)功能MRI来研究大脑静息状态下脑功能活动的方法。其能够反映静息态下脑功能的生理或病理状态,并且具有无辐射、影响因素少、操作简便易行等优势,对临床诊断和治疗效果评估具有重要价值。近年来,随着影像数据分析技术的快速发展,rs-f MRI已经成为大脑功能研究的有效工具,临床应用逐渐扩展。对rs-f MRI技术的基本原理、方法及其在神经精神疾病研究中的应用进行综述。     

静息态fMRI在帕金森病基线脑活动变化中的初步研究

目的 探讨静息态功能磁共振成像(fMRI)低频振幅(ALFF)方法评价帕金森病(Parkiuson's disease,PD)基线脑活动变化.资料与方法 利用1.5 T MRI系统对PD患者和年龄匹配正常对照组各16例分别进行静息态fMRI.静息态fMRI原始数据采用统计参数图软件(SPM5)预处理和静息态磁共振数据分析工具包(REST)进行ALFF分析,采用SPM5进行t检验统计分析,并用XjView软件确定有统计学意义的脑区解剖位置及MRIcroN软件结果呈现.结果 在静息状态下,相对正常对照组,PD患者以下脑区ALFF增高有统计学意义,这些脑区包括左侧中央后回(BA 5)、左侧顶上小叶(BA 7)、左侧顶下小叶、左侧楔前叶和左侧额上回;右侧枕叶舌回(BA 18);双侧小脑后叶.结论 PD患者静息态下左侧脑默认网络及感觉运动皮质等区域ALFF较对照组明显增高,可能代表了与病情程度及治疗有关的特定病理改变.     

TIPS术后脑默认网络的静息态功能磁共振成像研究

目的：运用静息态功能磁共振成像（rs—fMRI）研究经颈静脉肝内门体分流术（TIPS）对肝硬化患者脑默认网络（DMN）的影响。方法：10例拟行TIPS治疗的肝硬化患者（患者组）和10例正常对照者（对照组）纳入本研究。10例正常对照者及10例患者术前、术后（平均8天）均行rs-fMRI。利用独立成分分析方法分离得到各受试者的默认网络脑区,采用单样本t检验对患者术前和对照组进行组内分析,观察各自的DMN空间分布模式;分别对患者TIPS术前与正常对照组、患者TIPS术后与术前的DMN功能连接进行组间比较,观察静息状态下脑默认网络的改变情况。结果：TIPS术前肝硬化患者和正常对照组均显示出典型的静息态脑默认网络空间分布模式。与正常对照组相比,TIPS术前肝硬化患者默认网络脑区功能连接既有降低也有增高,降低脑区包括左侧额中回背外侧、双侧顶下小叶及颞叶;增高的脑区主要位于双侧后扣带回、楔前叶及内侧前额叶。与TIPS术前相比,患者术后出现双侧楔前叶及角回功能连接增强,而后扣带回及内侧前额叶功能连接度减低。结论：静息状态下,TIPS术后早期肝硬化患者脑默认网络功能连接即出现改变,既有功能连接减低也有增强,提示TIPS对肝硬化患者脑默认网络既有功能损伤又有代偿机制。     

脑默认网络临床应用及研究进展

脑默认网络（DMN）已成为神经放射学、认知神经科学等相关领域研究的焦点,其在静息状态下表现出大脑中线和外侧皮质区域功能活动相对活跃的特征,与人类认知及神经精神疾病存在着密切的关系。对该系统主要解剖位置、功能和临床意义及研究方法进展予以简述,并重点介绍其在阿尔茨海默病所致的痴呆、精神分裂症以及情感障碍疾病中的研究进展。     

高分辨磁共振成像对脑桥梗死病因机制研究

目的基于高分辨磁共振成像(HR-MRI)探讨脑桥旁正中梗死(PPI)与脑桥深部梗死(SDPI)的可能发病机制。方法选择2012年10月至2016年6月在沈阳军区总医院住院的脑桥梗死患者443例,筛选出符合条件的单侧孤立脑桥梗死患者73例。其中,PPI患者43例设为PPI组,SDPI患者30例设为SDPI组。比较两组患者的一般资料、实验室检查指标;并结合HR-MRI检查,比较两组患者基底动脉狭窄程度、基底动脉粥样硬化斑块发生情况。结果两组患者的总胆固醇、纤维蛋白原及NIHSS评分比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。根据头磁共振血管成像检查结果,两组患者基底动脉狭窄程度比较,差异无统计学意义(P>0.05)。HR-MRI检查结果显示,PPI组基底动脉发现斑块者41例(95.3%),SDPI组3例(10.0%),两组间比较,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 PPI可能发病机制为基底动脉分支病变,而SDPI可能发病机制为小血管病变。     

桥脑梗死96例临床研究

目的探讨桥脑梗死的临床和影像学特点。方法对我院1998年1月—2005年1月收治的96例桥脑梗死患者的临床特点及头部MRI作回顾性分析。结果最常见而且最主要的临床症状为眩晕,典型的脑桥综合征和单纯眼肌麻痹者并不多见。结论桥脑腔隙性梗死占桥脑梗死的绝大多数且预后较好。MRI检查有助于确定临床与解剖之间的关系。     

肾移植术后脑默认网络和认知功能变化的研究

目的:采用静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)研究肾移植对终末期肾病患者脑默认网络(DMN)的影响.方法:21例拟行肾移植手术的终末期肾病患者(患者组)和22例健康志愿者(对照组)纳入本组研究.22例健康志愿者及21例患者术前、术后(平均38d,范围25～69d)均行rs-fMRI检查.利用独立成分分析方法分离得到各受试者的默认网络脑区,采用单样本t检验对患者术前和对照组进行组内分析,观察各自的DMN空间分布模式;分别对患者肾移植术前与正常对照组、紧移植后与术前DMN功能连接进行组间比较,观察静息状态下脑默认网络的改变情况.结果:肾移植术前患者组和正常对照组均显示出典型的脑默认网络空间分布模式.与正常对照组相比,肾移植术前患者组默认网络脑区功能连接既有降低也有增高,降低脑区包括双侧额上回、双侧海马旁回、右侧颞中回及颞上回;增高脑区主要位于双侧楔前叶、双侧顶下小叶及内侧前额叶.与肾移植术前相比,肾移植术后患者出现右侧颞中回、双侧内侧额上回及额上回功能连接的增强.结论:终末期肾病患者肾移植术后早期即出现脑默认网络功能连接的增强,提示肾移植可改善终末期肾病患者默认网络脑区的功能.     

原发性闭角型青光眼不同频段低频振幅的静息态功能磁共振研究

目的：应用静息态功能磁共振(rs-fMRI)分析原发性闭角型青光眼(PACG)患者不同频段(slow-4：0.027~0.073 Hz, slow-5：0.01~0.027 Hz)大脑低频振幅(ALFF)值改变。方法40例 PACG 患者及36例年龄、性别匹配的正常健康对照(HC)均接受 rs-fMRI 检查,应用 rs-fMRI 数据处理助手(DPARSF)对数据进行预处理。Statistical Parametric Mapping (SPM8)2因素水平重复方差分析比较 PACG 及 HC 组组间效应以及 slow-4,slow-5频段间效应。随后,两样本 t 检验分别比较 PACG 组及 HC 组2个频段 ALFF 值差异并分析差异脑区 ALFF 值与临床参数的相关性。结果频段间结果显示右侧尾状核、左侧眶部额下回 slow-5频段的 ALFF 值较 slow-4频段高(P <0.05,FDR 校正)。与 HC 组相比,楔前叶、楔叶、双侧舌回、双侧枕中回、双侧距状裂、双侧中央后回、右侧中央前回、右侧颞中回、右侧额中回、双侧顶上小叶、右侧中央旁小叶、左侧顶下小叶 ALFF 减低;PACG 组 ALFF 值增高的脑区包括左侧颞下回、左侧颞上回、左侧小脑后叶、双侧海马旁回、左侧额下回、右侧边缘叶、右侧岛叶、后扣带回(P <0.05, FDR 校正)。此外,笔者发现 slow-4、slow-5频段均能检出 PACG 患者异常脑功能活动区。结论PACG 患者存在视觉以及视觉以外相关脑区神经元活动异常,slow-4、slow-5能从不同的角度发现异常脑区,为进一步探究 PACG 的神经病理机制提供了新思路。     

脑梗死rADC值变化与临床分期相关性的初步研究

目的:分析脑梗死各临床分期的相对表现扩散系数(rADC)值变化,探讨rADC值的大小与临床分期的相关性。方法:收集22例脑梗死患者,分别于超急性期(<12h)、急性期(13～72h)、亚急性期(4～14d)、慢性期(15d)行常规序列和磁共振扩散加权成像(DWI)检查。测量各期病灶的ADC值,并计算rADC值,统计不同分期rADC值有无差异。按rADC值大小对临床各期病例进行统计,分析rADC值的大小与临床分期的相关性。结果:脑梗死rADC值在超急性期下降,急性期进一步下降;于亚急性期、慢性期逐渐上升。脑梗死病灶各期的rADC值有明显差异;脑梗死不同分期与rADC值大小有相关性。结论:根据脑梗死rADC值大小可判断其临床发病时间。     

兔急性心肌梗死后左心室重塑的MRI研究

目的 观察兔急性心肌梗死( AMI)后心功能随时间演变的规律,探讨MRI影像特征及心功能指标的变化与左心室重塑的关系.方法 日本长耳白兔45只,采用开胸结扎法建立心肌梗死模型.分别于术后即刻(0周)和术后1、2、4、6、8周共6个时间点行在体MR检查,测定各项心功能指标,包括:左心室舒张末期容积(EDV)、每搏输出量(Sv)、射血分数(EF)、射血率峰值(PER)、充盈率峰值(PFR).比较心肌梗死后心功能参数随时间变化的规律.在每个时间点随机取5只动物的心脏离体标本,行MR扩散张量成像(DTI),测量ADC值、各向异性分数(FA)值.不同时间点的心功能参数组间比较采用重复测量方差分析,各时间点梗死区心肌及不同区域心肌的FA值与ADC值的比较采用单因素方差分析,相邻2组均数的比较采用LSD-t检验.结果 随着梗死时间的延长,左心室EDV呈现增加趋势,由术前的(2.21±0.35) ml增加到术后8周时的(3.15±0.57)ml,但差异无统计学意义(F=1.384,P =0.220).EF则由(57.31±11.11)％下降至(34.71±8.72)％,呈明显下降趋势,差异有统计学意义(F =27.134,P=0.001).EF随着EDV增加呈现下降趋势,线性回归分析得出一次方程:y=- 5.58x± 57.7 (F=8.855,P=0.005).随梗死时间的延长,PER由(27.31±13.06) ml/s下降至(17.31±6.41) ml/s (F=2.105,P=0.037),而PFR则由(23.79±14.15) ml/s下降至(12.07±6.91) ml/s (F =2.366,P=0.011).梗死区FA值随着梗死时间的延长而下降,由0.442±0.093下降至0.107±0.037(F=12.61,P=0.001),而ADC值则由(5.07±1.15)×10-4 mm2/s上升至(6.39±0.78)×10-4 mm2/s(F=4.166,P=0.022),差异均有统计学意义.梗死区、边缘区和外围区的FA值分别为0.201±0.049、0.316±0.127、0.323 ±0.117,ADC值分别为(6.19±1.78)×10-4、(5.44±2.63)×10-4、(5.29±2.02)×10-4 mm2/s,差异均有统计学意义(F=3.896,P =0.004;F =3.248,P=0.018).FA、ADC值在梗死区与边缘区比较差异均有统计学意义(t=7.327,P=0.001:t =3.292,P=0.005),而边缘区和外围区的FA值、ADC值的差异无统计学意义(t=1.024,P=0.129;t=1.467,P=0.164).结论 MR心功能测定可以动态监测AMI后心室功能性重塑过程,通过DTI可以反映心室结构性重塑过程的心肌微观察结构的改变.MRI可以作为心肌梗死后左心室重塑的一种可行性的评价方法.     

Abnormal default-mode network activation in cirrhotic patients: a functional magnetic resonance imaging study

Background: Recently, increasing numbers of studies have demonstrated that, in humans, a default-mode functional network exists in the resting state. Abnormal default-mode network in various diseases has been reported; however, no report concerning hepatic cirrhosis has been published to date.

Purpose: To prospectively explore whether the resting-state network in patients with hepatic cirrhosis is abnormal or not, using functional magnetic resonance imaging (fMRI).

Material and Methods: 14 patients with hepatic cirrhosis (12 male, two female; 45±9 years) and 14 age- and gender-matched healthy volunteers (12 male, two female; 42±10 years) participated in a blocked-design fMRI study. A modified Stroop task with Chinese characters was used as the target stimulus. Statistical Parametric Mapping 99 software was employed to process the functional data. Individual maps and group data were generated for patients with hepatic cirrhosis and for healthy controls, respectively. Intergroup analysis between patients and healthy controls was also generated using the two-sample t-test model. Cluster analyses were done based on the group data, and an identical P value ≤0.01 with continuously connected voxels of no less than 10 was defined as significant deactivation. After fMRI scanning was complete, behavioral Stroop interference tests were performed on all subjects; reaction time and error number were recorded.

Results: Functionally, deactivation of the posterior cingulate cortex (PCC) and precuneus was absent when subjects performed the incongruous word-reading task; deactivation of the PCC, precuneus, and ventral medial prefrontal cortex was increased when they performed the incongruous color-naming task.

Conclusion: The functional as well as behavioral data suggest that cirrhotic patients may have an abnormal deactivation mode. The absence of deactivation in the PCC and precuneus may be a sensitive rather than specific marker in patients with hepatic cirrhosis.