静息态功能磁共振成像技术在失眠中的应用

【摘要】 静息态功能磁共振成像（Resting State Functional Magnetic Resonance Imaging,rs fMRI）是一项基于静息态功能网络研究的功能磁共振技术,通过磁共振功能成像来探索人类神经系统,比任务态fMRI更简单易行。本文将对rs fMRI的成像原理、分析方法、特点及在失眠中的应用几个方面进行综述,以期为该项技术在失眠的研究中提供依据。     

急性轻型创伤性脑损伤的静息态脑功能磁共振成像的研究

目的:研究并探讨急性轻型创伤性脑损伤(traumatic brain injury,TBI)患者的静息态脑功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)特征,为临床诊断提供指导依据。方法:选取2015年1月-2017年10月在本院就诊的急性轻型TBI患者30例为观察组,另选取同期在院进行体检的健康志愿者30例为对照组。两组均开展螺旋CT、静息态脑fMRI检查,以临床确诊结果为参照,比较螺旋CT、静息态脑fMRI对急性轻型TBI的诊断灵敏度、特异度、准确率;分析螺旋CT、静息态脑fMRI诊断结果与临床确诊结果间的诊断一致性;分析两组静息态脑fMRI图像。结果:静息态脑fMRI的诊断灵敏度、特异度、准确率分别为96.67%、93.33%、95.00%,均高于螺旋CT的80.00%、73.33%、76.67%,比较差异均有统计学意义(P0.05);经一致性检验分析,静息态脑fMRI诊断TBI的结果与临床确诊结果间的一致性良好(Kappa=0.725),而螺旋CT诊断结果与临床确诊结果间的一致性中等(Kappa=0.519),不及静息态脑fMRI;对照组的默认网络分布于2个集群,1群MNI峰的X轴、Y轴、Z轴坐标分别为3/-42/36,2群MNI峰的X轴、Y轴、Z轴坐标分别为-48/69/39;观察组的默认网络分布于4个集群,1群MNI峰的X轴、Y轴、Z轴坐标分别为-9/60/-9,2群MNI峰的X轴、Y轴、Z轴坐标分别为33/-12/39,3群MNI峰的X轴、Y轴、Z轴坐标分别为-42/12/54,4群MNI峰的X轴、Y轴、Z轴坐标分别为48/27/45。结论:静息态脑fMRI图像中可见急性轻型TBI患者脑区默认网络功能发生异常改变,通过静息态fMRI检查可予以准确诊断,对其脑区默认网络功能改变予以灵敏反映。     

针刺即时效应对急性脑梗死患者脑功能成像的影响

【目的】探讨针刺治疗急性脑梗死的作用机理。【方法】应用fMRI脑功能成像评价针刺内关穴的即时效应,对急性脑梗死患者及健康人相关脑功能区兴奋性的影响,对15例急性脑基底节区梗死患者和15例健康志愿者,针刺双侧内关穴,分别于针刺前、后行静息态fMRI脑功能成像扫描,获取两组被试静息态的fMRI数据,通过后处理软件得到脑梗死患者和健康对照组不同脑区的脑功能激活图像。【结果】患者针刺后,在右侧枕叶和左侧顶叶存在正激活,而左侧运动区有负激活。健康人针刺后,在双侧顶叶和枕叶出现正激活,在双侧额叶出现负激活。【结论】针刺内关穴对脑梗死患者和正常人的脑功能活动激活区域表现存在差异,提示针刺内关穴对机体病理与生理状态下fMRI脑功能成像影响不同。     

强迫症患者静息态脑功能局部一致性研究

目的 通过静息态功能磁共振研究未用药强迫症患者基础状态下的自发脑活动特征,探讨强迫症静息状态下的脑神经功能改变.方法 采用功能磁共振成像技术(fMRI),检测静息状态下14例未用药强迫症患者(病例组)、以及14例性别、年龄、受教育程度与患者相匹配的对照(对照组)的自发脑功能活动,并对两组分别进行两比较.利用REST软件分析fMRI数据,计算其全脑Reho值,用SPM2软件进行两样本t检验(P＜0.0002).结果 与对照组相比,病例组在右额叶、右侧顶叶、右侧岛叶、左侧扣带回、左侧顶叶局部一致性显著增强(P＜0.0002,未校正;k≥10).结论 强迫症静息状态下局部脑区存在较高的神经元活动一致性,这些脑区可能在强迫症的发病机制发挥了重要的作用.     

轻度认知障碍静息态功能磁共振研究低频振幅分析

目的 基于静息态功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging,fMRI）技术,应用低频振荡幅度（amplitude of low-frequency fluctuation,ALFF）观察轻度认知障碍（mild cognitive impairment,MCI）的静息态脑功能改变。方法 选取50例MCI患者作为研究对象,以50例年龄匹配的正常健康老年人作为对照组。所有被试均进行fMRI检查,采取ALFF后处理方法,比较MCI与正常对照组静息态脑功能的差异。结果 与正常对照组比较,MCI组患者双侧海马旁回、双侧尾状核、左侧壳核和左侧岛叶ALFF减弱。未检测出ALFF增强的区域。结论 MCI患者静息态fMRI显示海马旁回等脑区活动强度减弱。     

静息态fMRI在失眠障碍患者脑功能评估中的作用研究进展

失眠障碍（ID）患者多个脑区存在异常活动,且这些异常与认知功能改变存在一定的联系。静息态功能磁共振（fMRI）作为一种安全、无创的技术,可直接评估ID患者大脑功能及结构变化。本文就静息态fMRI在ID患者脑功能评估中的作用研究进展作一综述,以期为进一步探讨ID导致认知功能受损的发生机制研究提供思路,为临床早期识别、精准诊疗提供理论依据。     

氟比洛芬酯对三叉神经痛静息态功能磁共振成像低频振荡振幅的影响

目的 采用静息态功能磁共振成像(fMRI)技术和低频振荡振幅(ALFF)方法,探讨三叉神经痛患者给予氟比洛芬酯后的脑功能变化特点。方法 用1.5T磁共振成像仪采集20例三叉神经痛患者给予氟比洛芬酯治疗前、后的静息态fMRI数据。采用统计参数图和数据处理工具箱脑成像分析软件对静息态fMRI数据进行预处理,然后用ALFF分析比较氟比洛芬酯治疗前后大脑自发性活动的低频振荡振幅的差异。结果 给予氟比洛芬酯注射液后的患者疼痛强度视觉模拟评分低于给药前,疼痛有明显缓解(P=0.000)。在静息状态下给予氟比洛芬酯注射液后的患者与给药前相比,其右背外侧前额叶、双侧内侧前额叶和右中扣带回区域的ALFF值均降低(P=0.000)。结论 氟比洛芬酯的镇痛作用存在中枢作用机制,抑制因为慢性疼痛刺激引起的脑功能活动异常部位,从而减低疼痛,但具体的中枢作用机制还需要进一步研究和探讨。     

静息态脑功能磁共振成像的研究进展

静息态脑功能磁共振成像(rfMRI)是基于静息态下血氧水平依赖检测功能相关脑区低频波动信号,用于静息态网络的研究,rfMRI比任务相关fMRI更简单易行,一致性更高。本文将综述rfMRI的网络基础、特点及研究方法。     

静息态脑功能连接磁共振成像技术及临床应用

大脑功能活动的原则可以从两个方面进行理解和研究:一是功能分化(functional segmentation),即寻找对应各脑功能的具体脑区,主要手段是功能定位研究,任务刺激的功能磁共振成像(fMRI)已得到了广泛应用[1];二是功能整合(functional integration),认为脑功能活动是由多个脑区协同作用完成,主要手段则通过脑连接分析技术研究脑区间的联系.近十年来出现的静息态fMRI技术,更倾向于对脑功能整合网络进行研究.     

早发性精神分裂症脑功能连接的功能磁共振

目的：探讨早发性精神分裂症患者在静息状态下是否存在脑功能连接异常以及异常区域的定位。方法：采用第4版美国精神障碍诊断与统计手册（diagnostic and statistical manual, fourth edition,DSM-IV）诊断标准诊断早发性精神分裂症患者19例。对19例早发性精神分裂症患者及19例正常对照分别进行静息状态下的功能磁共振(fMRI)检查。选取扣带回为感兴趣区,对早发性精神分裂症患者和正常对照进行静息状态下全脑的磁共振脑功能扫描。比较两组的脑区与扣带回之间的功能连接的差异,对处理后的两组功能连接的图像,以体素为基础,进行两样本t检验。 结果：早发性精神分裂症在静息状态下存在功能连接的异常,包括功能连接减低和功能连接增强。功能连接减低的脑区包括双侧小脑后叶、额上回、额中回、直回、海马、楔回、梭状回、枕中回、枕下回、右侧颞下回、右侧颞中回、右侧角回。而功能连接增强的区域为左侧颞中回和左侧颞下回。 结论：早发性精神分裂症在静息状态下存在脑区与扣带回的功能连接异常。静息状态下的fMRI将在精神分裂症的研究中发挥重要作用。     

食蟹猴左足三里穴针刺fMRI研究

目的 对食蟹猴进行左侧足三里穴针刺的fMRI研究,探讨左侧足三里穴针刺所引起的脑功能活动.方法 食蟹猴6只,采用3.0T MR扫描仪,动物麻醉后进行左侧足三里穴磁共振功能成像扫描.针刺fMRI采用"静息-刺激-静息"设计模式.fMRI-BOLD扫描16层,128 phase.采用SPM2软件处理fMRI实验数据,采用t检验来分析特定任务刺激下脑激活的状态.结果 针刺左侧足三里穴可以观察到左侧中央前回、右侧中央后回、双侧岛叶、楔前叶、右侧颞叶激活;额叶、顶叶、枕叶、扣带回有负激活点.结论 可以在临床使用的MRI设备上对非人灵长类动物进行脑fMRI的研究.针刺食蟹猴左侧足三里穴,fMRI可以显示不同脑组织区域的正激活和负激活.针刺的作用机理可能与中央前回、岛叶及颞上回有较密切关系.针刺足三里穴引起的负激活定位性较差,扣带回的负激活在针刺机理及针灸止痛中可能有重要作用.     

轻度脑外伤患者静息态功能性磁共振成像及弥散张量成像研究

目的：利用静息态功能磁共振成像（fMRI）低频振幅（ALFF）联合弥散张量成像（DTI）评价轻度脑外伤（MTBI）患者脑功能活动;探讨ALFF异常脑区DTI的变化。方法：17例MTBI患者（MTBI组）与17例健康者（对照组）行静息态脑fMRI及DTI扫描。用入院时格拉斯哥昏迷评分及伤后6个月的简易精神状态评价量表（MMSE）评分,评估MTBI神经认知功能的变化。结果：静息状态下,MTBI组双侧额叶、小脑后叶ALFF升高,右侧丘脑、海马、脑干、双侧枕叶、左侧中央后回和右侧放射冠ALFF降低（P〈0.005）,双侧海马、左侧丘脑、右侧小脑的表观弥散系数降低,双侧额叶、脑干及左枕叶的各向异性分数降低（P〈0.05）。两组间MMSE评分有统计学意义（P〈0.01）。结论：静息状态下,MTBI患者脑功能与微观结构存在异常。     

慢性腰背痛患者前扣带回功能连接的fMRI研究

目的 利用功能磁共振成像技术(function magnetic resonance imaging,fMRI),探讨慢性腰背痛患者在静息状态下脑内功能连接情况。方法 对15例慢性腰背痛患者在静息状态下进行MR扫描,选择双侧前扣带回后部(posterior anterior cingulated cortex,p ACC)作为种子点,分析其脑内功能连接情况,采用两样本t检验方法与年龄分布相同的健康对照组进行比较。结果 与正常对照组相比,慢性腰背痛患者在静息状态下多个脑区与p ACC的功能连接存在异常:双侧距状回及邻近后扣带回、前额叶中内侧及邻近前扣带回、左侧中央前回及邻近中央后回、右侧扣带回中后部的功能连接减弱;右侧岛叶后部、左侧额下回(眶部、三角部)及邻近左侧岛叶前部、左侧颞上回的功能连接增强。结论 静息状态下慢性腰背痛患者多个脑区与p ACC的功能连接存在异常。     

电针刺激光明、外关组穴fMRI脑功能成像的研究

目的建立脑功能磁共振成像(fMRI)技术平台,观察电针刺激光明(GB37)、外关(SJ5)组穴时对人脑功能的影响.方法选择5名健康志愿者,电针刺激光明(GB37)、外关(SJ5)组穴,采用Siemens公司Sonata 1.5T磁共振成像系统进行全脑功能扫描.数据经SPM软件统计分析得出刺激状态与静息状态信号对比的脑激活统计参数图,观察脑皮层相应功能区的激活状况.结果电针刺激右侧光明(GB37)及外关穴(SJ5)可使受试者双侧大脑枕叶距状沟附近的视觉皮质及顶下小叶皮层区的fMRI信号显著增加.结论特定的功能组穴与相应皮层兴奋区之间存在一定的相关性.fMRI影像技术结合SPM分析是研究电针作用机制的一种有效方法.     

强迫症患者全脑灰质与静息态功能影像研究

目的探讨强迫症患者脑结构及脑功能异常以及治疗前后的变化。方法采用3.0T核磁共振仪对18例未服药强迫症患者治疗前后进行全脑扫描,获得高分辨率3D-T结构后,采用优化的基于体素的形态测量学方法（VBM）计算全脑灰质容积;静息态功能磁共振成像（fMRI）数据采用低频振幅（ALFF）方法处理,并与16例年龄、性别相匹配的正常人群相对照。结果与对照组相比,强迫症组右侧丘脑、双侧扣带回左侧尾状核及右侧苍白球体灰质容积减少（P＜0.05）;小脑前叶、左侧眶额上回、右侧额中回、左侧颞中回、左楔前叶、中央前回、中央后回等皮质结构灰质容积增加（P＜0.05）;右侧小脑与右侧顶叶静息态fMRI过度激活,左侧扣带回、豆状核与尾状核激活减弱（P＜0.05）;药物治疗反应良好的强迫症患者左侧丘脑、左侧豆状核、左侧壳核、左侧前、后扣带回灰质容积均较治疗前明显增加（均P＜0.05）;静息态fMRI结果提示治疗前后无统计学差异（P＞0.05）。结论强迫症患者存在多个脑区灰质容积和静息态脑功能异常,有效的药物治疗可部分逆转这种异常状态。     

血氧水平依赖性脑功能成像的研究进展

血氧水平依赖性磁共振脑功能成像（BOLD-fMRI）可以无创的对人类大脑的具体位置进行显示,是研究大脑思维、认知的重要方法。本文主要论述磁共振脑功能成像（fMRI）的现状、影像物理学基础、原理和方法,分析fMRI信号在脑功能中的运用及其对脑部疾病的诊断意义,并指出脑功能成像技术未来将有广阔的发展空间和巨大的发展潜力。     

静息态功能磁共振成像在强迫症的研究进展

强迫症(OCD)是一种严重致残性的慢性精神障碍, 以反复闯入性的强迫观念及难以控制的强迫行为为特征, 终生患病率为2%～3%, 其发病机制尚不清楚。近年来, 磁共振检查技术的广泛应用促进了OCD发病的神经机制探索, 其中功能磁共振成像(fMRI)通过局部脑区血氧水平变化来反映神经元活动, 具有较高的时间和空间分辨率, 成为研究脑功能的重要手段。fMRI主要包括任务态fMRI和静息态fMRI(Rs-fMRI)两种模式。任务态fMRI受多种因素的影响, 对实验任务和实施要求更高;Rs-fMRI能反应个体大脑在静息状态下的自发神经元活动, 和任务态fMRI相比, 可排除因实验任务特异性及患者认知水平差异所产生的不一致, 还适用于难以配合任务态fMRI的儿童OCD的研究。     

低频重复经颅磁刺激对尿毒症失眠患者的临床研究

【摘要】目的 研究重复经颅磁刺激（rTMS）对尿毒症失眠患者的疗效及静息态功能磁共振成像（rs fMRI）下大脑自发神经活动低频振幅（ALFF）的变化。方法 选取2015年3月~2016年6月在南充市中心医院血液净化中心进行维持性血液透析的尿毒症失眠患者31例,分为rTMS治疗组（n=21）与空白对照组（n=10）。rTMS治疗组接受rTMS治疗,在治疗前后采用匹兹堡睡眠质量指数量表（PSQI）、阿森斯失眠量表（AIS）进行评分及rs fMRI图像采集。空白对照组不接受rTMS治疗,不采集rs fMRI图像,其余与rTMS治疗组相同。对比分析rTMS治疗组治疗前后睡眠量表评分及低频振幅（ALFF）的差异。结果 rTMS组治疗15d后,与治疗前及空白对照组入组15d后相比,尿毒症失眠患者睡眠情况明显改善。rTMS组治疗前后ALFF值比较,差异有统计学意义（P＜005）,其中双侧眶额叶、双侧杏仁核、左侧海马、左侧前扣带回的ALFF值增高,双侧脑岛的ALFF值降低。结论 低频可rTMS通过影响大脑相关脑区神经活动强弱来治疗尿毒症患者的失眠,改善睡眠结构。     

基于功能磁共振的针刺机制初步研究——从问题到方法

当前基于功能磁共振(functional MRI,fMRI)的针刺机制研究面临诸多基本问题,例如由于针刺持续性效应所带来的对研究方法的重新审视、围绕针刺特异性问题探讨控制组的选取原则,以及针刺作用过程中存在着大量混淆的因素,已成为其主要问题。针对这些问题,本文创新性地提出基于静息态种子点相关的脑网络分析方法和Reblocking方法,通过对控制组更严格的实验设计,较好地验证了针刺穴位的特异性以及针刺持续性效应对静息态脑网络的调节作用。     

基于fMRI的早发精神分裂症患者静息态 脑活动的局部一致性初步研究

目的：探讨早发精神分裂患者在静息状态下脑活动局部一致性特点。方法：采用第4版美国精神障碍诊断与统计手册修订版（diagnostic and statistical manual, fourth edition, DSM-IV-TR）诊断标准入组精神分裂症(或分裂样精神病)患者（年龄12~19岁）。采用功能磁共振成像(fMRI)技术,对18例早发精神分裂症患者和18例性别、年龄相匹配的正常对照受试者进行静息状态下全脑的磁共振脑功能扫描。利用局部一致性方法分析数据,用SPM5软件进行双样本t检验。结果：与正常对照组相比,早发精神分裂症患者双侧前额叶内侧皮层(medial prefrontal cortex, MPFC)静息态脑活动的局部一致性降低(P<0.001,体素>20);未发现局部一致性增高脑区。结论：早发性精神分裂症在静息状态下存在前额叶内侧皮层脑活动局域一致性异常,这一异常改变可能与精神分裂症的病理机制相关。