特发性全面性癫痫动态功能连接的应用及进展

特发性全面性癫痫（idiopathic generalized epilepsy, IGE）是一组和遗传因素密切相关的癫痫综合征,主要临床表现为癫痫的全面性发作,在脑电图（electroencephalogram, EEG）上表现为全面性或双侧对称性异常放电,而常规MRI检查为阴性。随着MRI新方法的逐步运用,如今在IGE发生发展机制研究上取得了一定进展,但尚未完全阐明。近年来,动态功能连接（dynamic functional connectivity, DFC）作为一种新的脑网络分析方法,逐渐被应用到神经科学研究中,用于分析认知功能障碍与动态信息传递及整合方面的关联性,为人们进一步了解IGE的发生发展机制提供了有价值的新见解。在此,本文对近些年来有关IGE的DFC研究应用及进展进行综述,希望为IGE的研究提供一定的参考。     

基于静息态功能磁共振成像的动态功能连接分析及临床应用研究进展

基于静息态功能磁共振成像的脑功能连接分析方法已经在临床医学研究中被普遍用于疾病的神经机制和诊疗研究。近年来,研究者发现仅考虑静态的功能连接不足以解释大脑时变动态的信息交互,而应该研究功能连接的动态性以揭示大脑网络复杂多变的特性及其机制。已有许多临床研究成果表明动态功能连接分析能为临床疾病的病理探究和辅助诊断提供更好的依据,但同时也存在着问题与局限。笔者通过归纳总结常用估算方法、特征提取方法和可靠性检验及统计分析方法,综合论述了基于静息态功能磁共振成像的动态功能连接分析研究进展,并介绍了基于静息态数据的动态功能连接分析在常见临床疾病中的应用及前景。     

动态功能连接方法及在神经精神疾病中的应用研究

基于静息态功能磁共振成像的脑功能连接分析方法被广泛应用于神经精神疾病脑成像研究,其主要包括静态功能连接和动态功能连接(dynamic functional connectivity,DFC).功能连接具有随时间动态变化的性质,静态功能连接无法揭示脑连接时变特征中包含的丰富信息.利用DFC方法,揭示大脑复杂神经活动的动态...     

脑卒中急性期的脑功能重塑观察

目的 观察急性脑卒中患者脑皮层功能重塑.方法 采用被动运动任务对12例急性脑卒中患者进行BOLD-fMRI成像.运用脑功能分析软件SPM2对功能资料进行分析.受试患者分为脑皮层卒中组(A组)及传导通路卒中组(B组),通过记录各组患者的脑激活区情况,观察不同部位卒中急性期脑功能重组过程,并与追踪所得的患者肢体运动功能康复的情况进行比较.分析两者的相关性.结果 脑皮层卒中患者急性期以卒中区域周围脑区以及患侧顶叶代偿为主,急性期脑功能重组与患者恢复程度之间无明显相关.传导通路卒中组内追踪证实恢复不佳的患者,急性期主要见患侧大脑半球激活,恢复情况较好的患者则在急性期以健侧大脑半球激发为主.其中可见健侧SMI皮层激发.结论 脑卒中急性期患者的脑功能重塑具有一定的规律性,并可能与预后有关;健侧大脑半球对患者的恢复的确存在一定的作用.     

基于独立成分分析的精神分裂症患者动态脑功能网络分析新方法

目的 提出一种新的基于独立成分分析法进行动态脑功能网络分析的方法,并应用该方法探讨精神分裂症患者在动态全脑功能网络上的变异。方法 首先基于滑动时间窗方法计算正常被试和精神分裂症患者的动态全脑功能网络,然后使用组信息指导独立成分分析方法,提取每个被试的动态全脑功能网络的功能连接状态及相应的时间波动,比较正常被试和精神分裂症患者在功能连接状态上的差异。结果 两组的最重要功能连接状态的模式有相似性。正常被试在额叶、顶叶相关区域较精神分裂症患者具有更强的正功能连接;在小脑相关区域精神分裂症患者呈现出更多的正功能连接,而正常被试呈现出更多的负功能连接。结论 组信息指导独立成分分析方法可有效提取动态脑功能网络的功能连接状态,可揭示精神分裂症患者在动态脑功能网络的变异。     

基于小波变换的颅内肿瘤运动网络动态功能连接变化研究

目的 比较观察脑膜瘤及低级别胶质瘤这两种缓慢生长的颅内肿瘤的运动功能网络的动态连接差异性 方法 分别筛选病灶位于主要运动皮层的低级别胶质瘤、脑膜瘤患者各14例与14名正常对照者进行研究比较，所有受试者均为右利手并经过运动任务刺激来明确运动网络三个主要节点。采用小波变换一致性方法来分析受试者的运动网络动态链接改变。三组之间统计学分析比较采用单因素方差分析进行比较。结果 小波变换一致性分析在双侧主要运动皮层及辅助运动皮层之间进行比较，动态功能连接分析结果表明，低级别胶质瘤组与脑膜瘤组的运动功能网络连接与正常组相比，动态一致性均下降。当胶质瘤组与脑膜瘤组进行组间比较是，胶质瘤组的动态一致性要显著低于脑膜瘤组。结论 利用小波变换方法能够进一步的观察不同病理类型肿瘤的低频振荡的改变与大脑功能可塑性之间的关系，从而为临床下一步治疗提供帮助。     

急慢性疼痛脑磁共振动态功能连接分析研究进展

疼痛作为一种令人不悦的主观感受,不仅与注意力、情绪、运动等紧密相关,并且具有动态特性.这种复杂且动态的交互关系可能反映了疼痛处理的神经编码机制.借助以功能磁共振成像为代表的无创神经影像学方法,已发现脑网络的异常激活参与疼痛产生.动态功能连接(dynamic functional connectivity,dFC)作为一...     

缺血性脑卒中认知功能障碍患者静息态下海马功能连接的功能性磁共振成像研究

目的采用静息态功能性磁共振成像（fMRI）观察缺血性脑卒中认知功能障碍患者海马,尤其是与默认网络系统的功能连接模式的异常情况及其可能的机制。 方法选取缺血性脑卒中后认知功能障碍患者15例为病例组,健康老年人10例为健康对照组。采用静息态fMRI,选择左、右两侧海马作为感兴趣区,分别与全脑做相关分析,获得健康对照组和病例组的脑功能连接激活图,观察其左右海马与全脑的功能连接模式。 结果与健康对照组比较,病例组与海马功能连接减弱脑区主要包括扣带回、额叶（上、中、下回）、顶下小叶、颞上回等,组间差异有统计学意义（P<0.05）;而功能连接增强的脑区主要包括小脑后叶、枕叶、颞叶内侧、楔前叶、距状沟等,组间差异有统计学意（P<0.05）。 结论脑卒中后认知功能障碍患者海马功能连接模式存在异常,相关脑区之间的功能连接减弱可能是引起脑卒中后认知功能减弱的原因之一,而功能连接增强提示脑卒中认知功能障碍患者可能同时存在相应的代偿机制。     

动态、静态低频振幅联合功能连接分析原发性失眠患者的脑功能活能活动

目的 采用动态和静态低频振幅联合功能链接方法探讨原发性失眠（PI）患者静息状态下自发脑功能活动特征。方法 收集20例原发性失眠患者（失眠组）、20例健康志愿者（对照组）的临床量表（匹兹堡睡眠质量指数量表、抑郁自评量表、焦虑自评量表,失眠患者同时完成失眠严重指数量表）评分结果和功能性磁共振成像数据,采用动态和静态低频振幅（ALFF）方法分析两组间自发脑功能活动的差异,进一步分析差异脑区的信号值与失眠的相关性。再基于动态ALFF差异脑区与全脑其余体素进行基于种子的功能连接分析。结果 与对照组相比,PI组左侧额上回动态ALFF值增加,提示该区大脑内在活动的时间变异性升高,且其与失眠严重指数量表间呈负相关关系（r=-0.463,P=0.04）。与对照组相比,PI组右侧颞中回、左侧额上回静态ALFF值增加,左侧扣带回、左侧中央前回、右侧额叶补充运动区静态ALFF值减少。以左侧额上回为种子点进行与全脑体素的相关性分析,相对于对照组,PI组功能连接上升的脑区主要有：左侧眶部额中回、右侧尾状核、右侧眶部额中回、左侧背外侧额上回。结论 PI患者在动态ALFF方面存在局部脑活动的改变且与失眠指数具有相关性...     

Altered static and dynamic functional network connectivity in post-traumatic headache

BackgroundPost-traumatic headache (PTH) is a very common symptom following mild traumatic brain injury (mTBI), yet much remains unknown about the underlying pathophysiological mechanisms of PTH. Neuroimaging studies suggest that aberrant functional network connectivity (FNC) may be an important factor in pain disorders. The present study aimed to investigate the functional characteristics of static FNC (sFNC) and dynamic FNC (dFNC) in mTBI patients with PTH.MethodsWith Institutional Review Board (IRB) approval, we prospectively recruited 50 mTBI patients with PTH, who were diagnosed with ICHD-3 beta diagnostic criteria and 39 mTBI without PTH who were well matched for age, gender and education. Resting-state functional magnetic resonance imaging (fMRI) scanning (3.0 T, Philips Medical Systems, Netherlands), Montreal Cognitive Assessment (MoCA) and headache symptom measurement (headache frequency and headache intensity) were performed. The resting-state fMRI sequence took 8 min and 10 s. Independent component analysis and sliding window method were applied to examine the FNC on the basis of nine resting-state networks, namely, default mode network (DMN), sensorimotor network (SMN), executive control network (ECN), auditory network (AuN), attention network (AN), salience network (SN), visual network (VN), and cerebellum network (CN). The differences in sFNC and dFNC were determined and correlated with clinical variables using Pearson rank correlation.ResultsFor sFNC, compared with mTBI patients without PTH, mTB with PTH group showed four altered interactions, including decreased interactions in SN-SMN and VN-DMN pairs, increased sFNC in SN-ECN and SMN-DMN pairs. For dFNC, significant group differences were found in State 2, including increased connectivity alteration in the DMN with CN, DMN with SMN, and AuN with CN. Significant reduced connectivity changes in the DMN with VN was found in State 4. Furthermore, the number of transitions (r=0.394, p=0.005) between states was positively associated with headache frequency. Additionally, dwell time (r=-0.320, p=0.025) in State 1 was negatively correlated with MoCA score.ConclusionsMTBI patients with PTH are characterized with altered sFNC and dFNC, which could provide new perspective to understand the neuropathological mechanism underlying the PTH to determine more appropriate management, and may be a useful imaging biomarker for identifying and predicting mTBI with PTH.     

皮质下脑卒中对运动想象有关脑区功能连接的影响

目的:本研究拟运用静息态功能磁共振成像探讨皮质下脑卒中患者运动想象有关脑区功能连接状况。方法:对24例病灶位于左侧运动通路的皮质下脑卒中患者和年龄、性别相匹配的24例正常对照进行静息态脑功能磁共振成像扫描,以病变侧(左侧)顶下小叶为种子点,计算它与其他脑区的功能连接,利用双样本t检验对比分析两组受试者静息态功能连接差异。结果:与正常对照比较,脑卒中组的运动想象相关脑区之间功能连接发生显著变化。脑卒中组病变侧顶下小叶与病变对侧脑功能连接显著下降,涉及的脑区(顶下小叶、辅助运动皮质、运动前区、额下回岛盖部和枕中回)多于病变同侧(辅助运动皮质和运动前区);顶下小叶与病变同侧的额下回岛盖部和双侧小脑外侧部的功能连接显著增加。结论:静息态磁共振成像功能连接分析成功显示皮质下脑卒中导致运动想象相关脑区功能连接受损的客观存在。     

重型抑郁障碍患者默认网络静态与动态功能连接变化

目的 基于静息态功能MRI(rs-fMRI)观察重型抑郁障碍(MDD)患者默认网络(DMN)静态与动态功能连接变化。方法 回顾性分析55例MDD患者(MDD组)及35名健康体检者(对照组)头颅高分辨率结构图像及rs-fMRI;以Matlab平台CONN工具箱进行图像预处理及独立成分分析(ICA)以提取DMN;比较组间DMN与全脑静态与动态功能连接变化;采用Pearson相关性分析观察MDD组与对照组存在差异脑区DMN与汉密尔顿抑郁量表-24项(HAMD-24)、汉密尔顿焦虑量表(HAMA)及韦氏智力测验评分的相关性。结果 相比对照组,MDD组DMN与丘脑、楔前叶及中央前回静态功能连接均减弱(P均＜0.05);MDD组DMN与丘脑功能连接强度与HAMD-24评分呈低度负相关(r=－0.333,P=0.014)。相比对照组,MDD组DMN内侧前额叶皮层、左/右外侧顶叶与伏隔核,以及左外侧顶叶、后扣带回与丘脑动态功能连接均减弱。MDD组DMN内侧前额叶皮层-伏隔核、后扣带回-丘脑动态功能连接强度与HAMD-24评分呈低度正相关(r=0.313,P=0.019;r=0.311,P=0.021)。结论 MDD患者DMN与局部脑区存在静态与动态连接异常,部分与抑郁症严重程度相关。     

慢性脑卒中伴严重偏瘫患者经胼胝体相连皮质功能连接异常对运动恢复的影响

摘要目的：探究慢性脑卒中重度偏瘫患者的经胼胝体连接脑区的功能连接改变及其与上肢运动功能恢复的相关性。方法：收集25例慢性脑卒中重度偏瘫患者康复干预1个月前后和32例健康受试者的静息态功能磁共振成像数据。利用自动解剖标记图谱（anmtomical automatic labeling,AAL）识别与胼胝体直接相连的32对同源皮质脑区并进行感兴趣区水平的功能连接分析,比较这些脑区的患侧半球内、健侧半球内以及半球间功能连接的组间、组内差异,并进一步将功能连接与患者上肢运动功能评分（Fugl-Meyer assessment of upper extremity,FMA-UE）进行相关性分析。结果：与健康对照组相比,卒中组康复干预前和干预后半球内总功能连接差异均不显著,而半球间总功能连接显著减弱（P<0.01,FDR校正）;进一步分析发现,同源脑区比非同源脑区的半球间功能连接减弱更加明显,涉及前额叶、感觉运动区、顶叶、颞叶和枕叶。与干预前相比,卒中组干预后的患侧内侧眶回与健侧内侧额回间的功能连接显著增强（P<0.01,FDR校正）。相关性分析显示,卒中组干预前半球间总功能连接与干预前FMA-UE评分显著正相关（r=0.590;P=0.004）。有5条半球间功能连接与干预前FMA-UE评分显著正相关（P<0.05）。其中3条为同源脑区连接,涉及额下回盖部、腹侧运动前区和初级运动皮质。另外2条为非同源脑区间连接,分别是患侧外侧眶回与健侧额下回眶部之间的连接、患侧顶下小叶与健侧缘上回之间的连接。此外,卒中组康复干预前有3条非同源脑区半球间连接与FMA-UE评分变化量显著正相关（P<0.05）,涉及初级运动皮质、初级感觉皮质、腹侧运动前区和颞上回。卒中组干预前后功能连接变化量与FMA-UE评分变化量无显著相关性。结论：经胼胝体相连脑区的半球间功能连接下降可能是影响慢性期脑卒中运动功能障碍持续存在的重要因素之一。感觉运动脑区之间以及健侧感觉运动脑区与患侧颞上回之间的跨半球功能连接与运动恢复密切相关,可用于预测慢性期脑卒中重度偏瘫患者上肢运动功能的恢复。     

静息态功能MRI观察首发轻-中度抑郁症患者默认网络功能连接北大核心CSCD

目的采用静息态功能MRI(rs-fMRI)观察首发轻-中度抑郁症患者默认网络(DMN)功能特点,探讨功能连接异常脑区与临床表现等的相关性。方法采集24例首发轻-中度抑郁症患者(抑郁症组)和22名健康人(对照组)的颅脑rs-fMRI数据。以内侧前额叶皮质(mPFC)及后扣带回皮质(PCC)为种子点,行全脑功能连接分析。采用Pearson相关性分析评价抑郁症组差异脑区功能连接与17项汉密尔顿抑郁量表(HAMD-17)总评分及病程的相关性。结果相比对照组,抑郁症组mPFC与双侧小脑后叶、右侧前扣带回、右侧额下回眶部及左侧楔前叶功能连接减弱(K均>54,P均<0.05),与右侧额下回岛盖部功能连接增强(K>54,P<0.05);抑郁症组PCC与双侧额中回眶部、双侧壳核及左侧额上回背外侧功能连接减弱(K均>54,P均<0.05),与左侧颞中回、双侧角回及右侧楔前叶功能连接增强(K均>54,P均<0.05)。抑郁症患者mPFC与左侧楔前叶间功能连接减弱、PCC与左侧额中回眶部功能连接减弱均与病程呈负相关(r=-0.42、-0.46,P均<0.05);mPFC与右侧前扣带回功能连接减弱与病程呈正相关(r=0.49,P<0.05);功能连接异常脑区均与HAMD-17评分无显著相关(P均>0.05)。结论首发轻-中度抑郁症患者存在DMN内、外脑区功能连接异常,其中部分与病程相关。     

静息态功能MRI观察脑小血管病患者额顶网络功能连接与认知功能的关系

目的 采用静息态功能MRI(rs-fMRI)观察脑小血管病(CSVD)患者额顶网络(FPN)功能连接(FC)与认知功能的关系。方法 回顾性分析50例CSVD认知障碍患者(CI组)、65例CSVD认知正常患者(NC组)和60名健康对照者(HC组)头颅rs-fMRI及神经心理学测试结果;比较3组间及两两FPN FC存在差异的脑区;采用偏相关分析评估CI组与NC组间存在差异脑区FC值与认知评分的相关性。结果 3组双侧扣带回、左侧额中回、右侧缘上回、右侧顶下小叶及右内侧额上回FC存在差异(FWE校正,P均＜0.05)。相比NC组,CI组左侧扣带回FC减弱而右侧额下回及右内侧额上回FC增强(FWE校正,P均＜0.05)。CSVD患者左侧扣带回FC减弱与画钟测验评分呈负相关(r=－0.159,P=0.049)。结论 CSVD患者无论伴或不伴CI均存在广泛FPN FC改变;左侧扣带回与CSVD患者认知功能相关。     

原发性三叉神经痛患者脑结构和功能连接改变

目的 探讨原发性三叉神经痛（PTN）患者脑结构和功能连接（FC）改变。方法 对38例PTN患者（PTN组）和38名健康志愿者（对照组）行3.0T MR扫描。先以基于体素的形态学分析法计算PTN组相对对照组的灰质体积（GMV）改变，以存在形态学差异的脑区为ROI，采用静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）检测组间FC强度差异。结果 PTN组多个脑区存在广泛GMV萎缩，包括扣带回前部（ACC）和中部、右侧岛叶（Ins）、右侧第二躯体感觉区（S2）、左侧初级运动皮质、左侧运动前区及双侧颞叶，且右侧Ins/S2与ACC、前额叶内侧部、扣带回后部及双侧前额叶背外侧部FC普遍增强，右侧Ins/S2和ACC的FC强度与疼痛程度呈负相关（r=-0.552，P<0.01）。结论 PTN患者脑内存在多维度结构和功能改变。右侧Ins/S2和ACC的FC增强可能作为评估PTN程度的较有效的影像学指标。     

动态功能性磁共振成像在强制性使用运动疗法治疗脑卒中上肢偏瘫中的应用研究

目的：对1例脑卒中上肢偏瘫患者进行强制性使用运动疗法治疗，同时连续进行动态功能性磁共振成像观察，以探讨大脑功能重组与功能恢复之间的相关性。方法：对患者进行2周的强制性使用运动疗法治疗，使用夹板限制健侧上肢活动2周，每天保持6小时的患侧上肢训练。在治疗前1天、治疗后当天、治疗后2周分别在患者对指运动时进行功能磁共振扫描。结果：与治疗前基线相比，患者上肢Carroll评分提高29．1％，金子翼评分提高18．4％，3个月后随访，Carroll上肢功能评分提高30．6％，金子翼上肢功能评分提高26．2％。对健手限制2周后，其运动功能没有下降。在治疗前，患手运动时使用功能磁共振扫描可以发现对侧中央前后回、对侧额叶前部、同侧大脑皮层中央前回激活；健手运动时，以对侧中央前后回兴奋为主。经过强制性使用治疗后，患手运动时同侧和对侧大脑皮层广泛的激活，健手运动时，大脑对侧中央前后回的兴奋区域明显变小；治疗结束2周后，患侧上肢运动时，患手运动时其同侧和对侧大脑皮层广泛的激活的现象明显降低，激活区集中在对侧的中央前后回，在健手运动时，又重新恢复对侧中央前后回兴奋区域。结论：强制性使用运动疗法可明显提高脑卒中患者上肢运动功能，使用功能性磁共振证明这种变化与大脑可塑性改变相关联，同时限制健侧肢体活动不会影响其运动功能，大脑激活区域的变化为一过性改变。