靜息狀態(tài)之腦功能磁共振成像的方法學(xué)及臨床應(yīng)用研究.pdf

1、大量功能磁共振成像(fMRI)的研究表明，人腦在靜息狀態(tài)下存在著一種低頻漲落。盡管目前并不清楚它的生理意義，但是它與人腦靜息狀態(tài)的腦功能以及某些疾病的病理生理有著密切的關(guān)系。本文以重大神經(jīng)和精神疾病的臨床應(yīng)用及理解腦的復(fù)雜性為目標(biāo)，以靜息狀態(tài)的fMRI新方法研究為突破口，主要研究工作包括功能連接、局部一致性以及在阿爾茨海默氏癥研究中的臨床應(yīng)用。 功能連接是腦功能影像研究中的一項極其重要的內(nèi)容。本文提出了一種基于圖論的多腦區(qū)功能連

2、接網(wǎng)絡(luò)新模型。該模型將腦區(qū)看作網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點，節(jié)點之間的線段看作腦區(qū)間的連接。模型充分考慮了多個腦區(qū)間的相互作用，突破了傳統(tǒng)的功能連接研究中常常只分析成對區(qū)域之間連接強度的限制，更加符合腦的工作機理和生理學(xué)解釋。采用該模型，我們研究了人腦的運動網(wǎng)絡(luò)從靜息到運動狀態(tài)的調(diào)控情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，初級運動區(qū)和小腦在兩種狀態(tài)的轉(zhuǎn)變過程中功能連接發(fā)生了顯著的變化，這一發(fā)現(xiàn)對于揭示人腦的運動工作機理具有非常重要的意義。此外，我們第一次利用信息整合的觀點，從

3、功能連接的角度分析了不同利手小腦靜息狀態(tài)的功能連接網(wǎng)絡(luò)差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)差異主要體現(xiàn)在具有高級功能的腦區(qū)上，該研究為左右利手的腦機制探討提供了重要證據(jù)。 局部一致性(ReHo)是一種fMRI數(shù)據(jù)分析的新假說。在我們原有的這項工作基礎(chǔ)上，本文首先利用ReHo檢測到人腦的默認網(wǎng)絡(luò)，所得結(jié)果與先前基于種子區(qū)域檢測到的網(wǎng)絡(luò)具有很大的一致性。其次，我們將ReHo和腦的功能連接相結(jié)合，開辟了一種研究人腦靜息狀態(tài)功能連接網(wǎng)絡(luò)的新思路。傳統(tǒng)的功能連

4、接分析中，種子區(qū)域的選擇只能采用基于先驗的解剖知識或激活圖，沒有考慮靜息狀態(tài)數(shù)據(jù)的屬性。我們利用ReHo分析將靜息狀態(tài)的數(shù)據(jù)屬性引入到種子區(qū)域的選擇上，進而對種子區(qū)域進行靜息狀態(tài)的功能連接分析。 我們將上面建立的基于靜息狀態(tài)的fMRI新方法，應(yīng)用于阿爾茨海默氏癥患者的研究中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)病人扣帶回后部局部一致性顯著降低，這暗示了該區(qū)域第i頁靜息狀態(tài)的低頻漲落度量可能成為該病臨床前期診斷及藥物評價等的重要生物學(xué)指標(biāo)。與正電子發(fā)射斷層掃