应用脑功能磁共振成像及弥散张量成像技术辅助切除脑运动区皮层深部区域的胶质瘤

对于累及脑中央前回深部及其邻近部位的胶质瘤，手术切除的严重并发症是永久性的运动功能丧失。如何在保护脑功能的前提下尽可能彻底地切除肿瘤，一直是人们努力的方向。

磁共振扩散张量纤维束成像在大脑初级运动皮层区肿瘤术前评估中的应用

目的:探讨磁共振扩散张量纤维束成像(DTT)在大脑初级运动皮层区附近肿瘤术前评估中的价值。方法:应用3.0T磁共振,术前对30例近中央前回区的肿瘤患者术前行DTI检查,观察并分析肿瘤与运动功能区及皮质脊髓束的关系。结果:DTT图像显示了皮质脊髓束的受累情况,表现为单纯受压、移位者20例,发生浸润、破坏者10例。结论:DTT能够显示白质纤维束的分布、走行及与病变的关系,对临床手术方案的制定及术中对白质纤维束的保护有较好的指导价值。

脑肿瘤对大脑皮层运动区BOLD-fMRI信号特征分析

目的:采用血氧依赖水平功能磁共振成像(BOLD-f MRI)技术,探讨不同类型、性质的脑肿瘤对大脑皮层运动区BOLD-f MRI信号激活范围、强度的影响。方法 :回顾性研究临近或累及大脑皮层运动区的48例脑肿瘤患者(恶性27例,良性21例)与10例正常人作为对照,获得功能区BOLD激活图像,分析大脑皮层运动功能区BOLD-f MRI信号范围、强度与脑肿瘤间的关系。结果:恶性脑肿瘤组信号范围及强度(范围:M I:51.30±9.27,SM I:29.56±9.29;强度:M I:29.59±12.28,SM I:23.00±6.42),良性脑肿瘤组信号范围及强度(范围:M I:100.57±29.60,SM I:79.00±11.85;强度:M I:46.00±8.58,SM I:47.24±14.93),正常人组信号范围及强度(范围:M I:192.00±23.83,SM I:177.40±21.53;强度:M I:62.20±8.15,SMⅠ:52.60±12.83)。三组间信号范围及强度差异具有统计学有意义(P<0.05)。脑功能区成像范围与强度呈正相关(M I:R2=0.56,P<0.05;SM I:R2=0.41,P<0.05)。结论 :BOLD-f MRI能无创、快速地对皮层功能区进行定位,明确良恶性脑肿瘤大脑皮层运动区BOLD-f MRI的信号特征,具有较高的临床价值。

大脑皮层运动区功能定位的新方法

大脑皮层运动区功能定位的开颅法,长期在生理教学中延用,但效果不够满意,为解决这一问题,最近我们摸索探讨了一种新的方法,用于实验教学,效果较好,现介绍如下。 1 方法 1.1 实验动物家兔,轻度麻醉,麻醉越浅越好。 1.2 采用单极连法,无关电极置腹部正中皮下。 1.3 切开头顶皮肤,暴露颅顶,不开颅。参照实验图。

有氧运动通过“脑-心”轴抑制交感神经过度激活改善心肌梗死小鼠心功能

目的:探讨有氧运动改善心肌梗死小鼠心功能的中枢机制。方法:C57BL/6J小鼠随机分为假手术组(Sham)、心肌梗死组(MI)、心肌梗死运动组(ME),每组12只;光遗传激活组(ChR2)、光遗传抑制组(eNpHR3.0),每组6只;心肌梗死对照组(MI+Dio)、心肌梗死+初级运动皮层(primary motor cortex,M1)区神经元消融组(MI+taCasp3),每组6只。采用左冠状动脉前降支结扎术制备心肌梗死模型,术后1周对ME组进行6周有氧运动干预。心脏注射伪狂犬病病毒(pseudorabies virus,PRV)逆行跨多突触标记,以解析中枢与心脏的神经通路。通过光遗传激活或抑制初级运动皮层M1区谷氨酸(Glutamate,Glu)能神经元,以及神经元消融技术沉默初级运动皮层M1区Glu能神经元,探究初级运动皮层M1区Glu能神经元对心脏交感神经活动的影响。采用Masson和苏木精-伊红染色评估心脏结构病理变化,心电图检测心率变异性,心动超声评定心功能,试剂盒检测血清去甲肾上腺素(norepinephrine,NE)含量。利用Western blot和免疫荧光检测心脏的交感神经标记物酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase,TH)、神经生长因子(neu‐rotrophic factor,NGF)、生长相关蛋白43(growth-associated protein 43,GAP43)的表达,以及M1区神经元裂解型半胱氨酸蛋白酶-3(c-Caspase3)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素-6(interleukin 6,IL-6)蛋白表达。采用尼氏染色和微管关联蛋白2(microtubule associated protein 2,MAP-2)免疫荧光染色评估神经元损伤。利用电镜观察初级运动皮层M1区神经元超微结构。结果:左心室注射PRV 5.5天后在正常小鼠初级运动皮层M1区第五层(L5)观察到大量被标记的神经元。光遗传激活或抑制初级运动皮层M1区Glu能神经元,显著升高或降低心率变异性指标低频和高频功率比值(LF/HF)。与MI+Dio组比较,MI+taCsap3组血清NE含量、LF/HF功率比值以及心肌梗死边缘区TH、GAP43和NGF表达显著降低。与Sham组比较,MI组初级运动皮层M1区神经元MAP-2表达降低,Nissl小体密度降低,线粒体出现肿胀、分裂,嵴溶解等超微结构病理改变,c-Caspase3表达显著增加,TNF-α和IL-6表达增加,而有氧运动干预显著逆转该变化。与Sham组比较,MI组LF/HF功率比值显著升高,心肌NGF和TH分布面积、密度以及心肌胶原纤维显著增加,心功能降低,有氧运动干预显著逆转该变化。结论:由于支配心脏活动的神经元链与大脑初级运动皮层M1区Glu能神经元存在投射,抑制大脑初级运动皮层M1区Glu能神经元活动,显著改善心肌梗死后交感神经过度激活和心脏恶性重构。有氧运动可显著改善心肌梗死后大脑初级运动皮层M1区神经元损伤,抑制心交感神经恶性重构,改善心功能。提示,聚焦大脑初级运动皮层M1区神经调控与心脏保护,可能为未来研究无创治疗或预防心肌缺血损伤提供新的思路。

双侧M1区阳极经颅直流电刺激对慢性非特异性腰痛患者疼痛及情绪的影响

目的观察一种新型“Halo Sport”经颅直流电刺激(tDCS)设备作用于双侧初级运动皮层(M1区)对慢性非特异性腰痛(NSCLBP)患者疼痛及情绪的影响。方法选择2023年7月—2024年3月在南京医科大学附属无锡人民医院康复医学科门诊就诊的NSCLBP患者42例,采用随机数字表法分为对照组和试验组,每组21例。治疗过程中对照组和试验组分别有1例患者脱落/中止,最终对照组和试验组均纳入20例。试验组采用2.0 mA、20 min双侧M1区阳极的新型“Halo Sport”tDCS治疗20 min,再进行运动治疗45 min(包括牵伸训练5 min,核心训练20 min,有氧训练20 min)。2组均对照组采用假tDCS治疗结合运动疗法。2组治疗周期均为3 d/周,持续4周。分别在治疗前、治疗4周后采用数字评定量表(NRS)评估疼痛程度,采用Oswestry功能残疾指数量表(ODI)评估腰椎功能障碍程度,采用疼痛灾难化量表(PCS)、焦虑自评量表(SAS)、抑郁自评量表(SDS)评估相关负性情绪。结果①疼痛程度:治疗后,2组NRS评分相较基线均明显降低(P<0.05),且试验组NRS差值明显高于对照组(P<0.05)。②腰椎功能障碍程度:治疗后,2组ODI评分相较基线均明显降低(P<0.05),但2组ODI差值差异无统计学意义(P>0.05)。③负性情绪:治疗后,2组PCS、SDS、SAS评分相较基线均明显降低(P<0.05),而治疗后2组PCS、SDS、SAS评分差值差异无统计学意义(P>0.05)。结论双侧M1区阳极tDCS治疗可明显降低NSCLBP患者的疼痛程度,而无论是否结合tDCS,进行运动治疗后均可以改善NSCLBP患者的腰椎功能障碍和负性情绪。

利和非利肢生理机能、运动技能差异度对智力及皮层运动区机能平衡间的影响

人体除头面部外,躯体感觉传入向皮层投射属交叉性质,并具有一定的分野,即其位置是倒装的;投射区域的大小与不同体表部位的感觉灵敏度有关。目前,左右肢体的平衡发展对大脑两半球功能间的影响未见报道。本文主要探讨利与非利肢生理机能及运动技能的差异程度,并且观察在这种差异情况下大脑皮层的综合、协调、分析能力及与智力的关系。

脑胶质瘤术后放疗运动皮层区照射剂量与功能的相关性研究

目的应用血氧水平依赖功能磁共振成像(BOLD-fMRI)对脑胶质瘤术后患者行运动皮层区保护性放疗计划,评价运动皮层区受照射剂量与功能的相关性,对运动区功能保护进行量化评估,进而实现相应的运动区功能保护,提高患者生存质量。方法收集60例脑胶质瘤术后放疗患者,在其肿瘤附近运动皮层区行常规MRI及BOLD-fMRI检查;将运动皮层区的空间位置、范围融合于定位CT上,作为危及器官(OAR)处理,在保证靶区治疗剂量的前提下,针对运动皮层区制定保护性放疗计划,降低运动区受照射剂量;结合等剂量曲线图、剂量-体积直方图(DVH)、简化Fugl-Meyer运动功能评定表进行综合分析,评价运动皮层区所受照射剂量与功能的相关性,对运动区功能保护进行量化评估。结果无论在平均照射剂量(Dmean)、最大照射剂量(Dmax)、还是最小照射剂量(Dmin),运动区功能保护性放疗计划(Plan A)的照射剂量均较非保护性放疗计划(Plan B)减少,其中平均剂量相对值降低13.36%,最大剂量相对值降低12.29%,最小剂量相对值降低7.99%。治疗后3个月,随着调强放射治疗照射剂量增加,患者运动功能降低,运动功能分级下降,呈负指数相关(y=34146x-1.211,R2=0.9407;y=18907x-0.8,R2=0.9563)。结论BOLD-fMRI针对运动皮层区制定保护性放疗计划,具有更强的个体化和精准性,提高治疗增益比。随着运动皮层区照射剂量增加,运动功能降低,剂量与功能呈负指数相关。

fMRI在利手、非利手简单运动模式下手运动区脑功能研究中的应用

目的探讨脑功能磁共振成像(fMRI)在利手、非利手简单运动模式下手运动区脑功能研究中的应用价值。方法选择17例健康志愿者,均为右利手,分别行简单手指运动—拇指对掌运动,采用3.0T MRI扫描机,平面回波成像(EPI)技术,应用主机自带分析软件进行数据处理。将MRI信号图重叠在常规MRI T1 FLAIR序列横断面或矢状位图像上,得到fMRI图像,通过与常规MRI图像对比,观察运动皮层活化区出现的形式、位置、数目。结果在利手及非利手运动模式下,17例均获得良好对侧初级运动区(M1)区及部分双侧辅助运动区(SMA)和运动前区(PMA)激活图像,非利手者有部分获得同侧M1区激活图像。结论fMRI可用于利手、非利手简单运动模式下手运动区脑功能的研究。

BOLD-fMRI和DTI在大脑运动区占位性病变手术中的应用

目的探讨血氧水平依赖性功能磁共振成像(BOLD-fMRI)和弥散张量成像(DTI)在大脑运动区附近占位性病变手术中的应用价值。方法对19例邻近或累及大脑运动功能区病变的患者,术前行BOLD-fMRI和DTI,经工作站(ADW4.3)提供的分析软件包获得脑运动功能区的激活图像和三维白质纤维束示踪图。根据其提供的脑肿瘤与脑运动皮质区和锥体束的位置关系信息制订手术方案。术中均行体感诱发电位定位运动功能区。结果19例均获得良好的运动功能区激活图像和白质纤维束图像,均可清楚地显示脑功能区和锥体束与病变位置关系。术中行体感诱发电位定位功能区,发现其定位的运动区和术前BOLD-fMRI、DTI的定位一致。19例术后生存质量评分(KPS)及肌力均较术前提高(P<0.01)。结论术前BOLD-fMRI和DTI可描绘脑皮层运动功能区和锥体束与病变的功能解剖位置关系,优化手术方案,可最大程度保护患者大脑运动功能区并切除病变。

BOLD-fMRI联合DTI在运动区占位性病变术前评估中的应用

目的术前联合应用血氧水平依赖功能磁共振成像与扩散张量成像技术,评估位于大脑中央沟附近运动区,包括初级运动皮层区、前运动区及辅助运动区脑肿瘤与上述脑功能区及皮质脊髓束的关系,评价其在术前评估中的作用。方法对30例邻近运动区肿瘤的患者术前分别行BOLD-f MRI与DTI检查,所得到的图像分别经SPM 8软件和工作站(ADW4.4)提供的分析软件包获得脑运动功能区的激活图像和三维白质纤维束示踪图,观察并分析肿瘤与运动区及皮质脊髓束的关系。结果 1)运动区激活图像对激活区的数目、位置和分布范围显示良好,M1区受累者90%(27/30),其中63%(17/27)的患者M1区位于瘤周水肿区内,并且发生了不同程度、不同方向的移位;37%(10/27)的患者无水肿区,但M1区紧邻肿瘤。13%(4/30)患者出现双侧PMA区激活,30%(9/30)患者出现SMA区激活。2)白质纤维束示踪图显示了皮质脊髓束的受累情况,表现为单纯受压、移位者67%(20/30),发生浸润、破坏者33%(10/30),其中单纯破坏者30%(3/10),不仅纤维束中断、破环,残留部分纤维束轻度受压、移位者为70%(7/10)。16例脑膜瘤患侧皮质脊髓束表现为受压、移位,14例星形细胞瘤患者中,仅有29%(4/14)也表现为单纯受压、移位,其余71%(10/14)表现为不同程度的浸润、破坏。结论术前联合应用BOLD-f MRI与DTI能够直观的观察到运动区附近的脑肿瘤与运动区及皮质脊髓束的关系,对手术计划的制定及手术入路的选择具有指导意义。

BOLD-fMRI联合神经导航显微切除运动区海绵状血管畸形

目的探讨BOLD-f MRI结合神经导航辅助技术对显微切除运动功能区海绵状血管畸形手术中神经功能保护的价值。方法将41例海绵状血管畸形患者分为导航组(20例)和对照组(21例),导航组予BOLD-f MRI结合神经导航辅助下显微手术治疗,对照组行常规海绵状血管畸形切除术。对比两组患者术前与术后3个月的KPS评分改变及术后并发症发生率。结果术前导航组与对照组KPS评分差异无统计学意义(P>0.05);术后3个月导航组KPS评分高于对照组(P<0.05);导航组术后3个月KPS评分与术前比较明显改善(P<0.05)。结论 BOLDf MRI结合神经导航辅助技术在显微切除运动功能区海绵状血管畸形手术中具有保护神经功能的作用。

缺血性卒中患者脑运动区域协调性功能影像学研究

目的评估缺血性脑卒中患者颅脑神经解剖学与脑区功能学的关联性,进一步挖掘缺血性卒中发生的神经机制。方法采集15例健康对照组和19例亚急性缺血性脑卒中上肢偏瘫患者,利用计算神经影像学计算个性化颅脑内部半球功能连接指标,采集治疗前后临床康复评分作统计相关分析。结果(1)与对照组相比,卒中患者大脑半球功能连接显著降低,差异有统计学意义(T=-10.077,P<0.001);(2)病灶异常集中于补充运动区(P=0.02)和中央前回(P=0.03),差异有统计学意义;(3)药物治疗前后患者组中央前回中的功能连接值与康复评分量表呈正相关,差异有统计学意义(r=0.29,P=0.03)。结论皮质下缺血性脑卒中患者大脑运动区域的半球间功能连接减少,可作为临床诊断和康复评估提供新的途径。

脑磁图在大脑感觉运动功能区占位性病变患者中的应用

目的：探讨脑磁图（MEG）在大脑皮层感觉、运动功能区占位性病变患者中的应用价值.方法：对81例大脑皮层感觉和（或）运动功能区及其附近占位性病变患者,应用151信道全头型MEG系统,通过电流刺激正中神经和胫神经确定上、下肢体感皮层的位置,运动皮层分别通过双手食指按压键盘引起的MEG反应来定位.术前将磁源性影像（MSI）通过神经影像导航进行三维重建,了解相应功能区与病变的解剖关系,设计手术入路.感觉功能区病变患者和运动功能区不能确定的患者术中通过电刺激正中神经（或胫神经内踝）使用皮层电极于拟定的中央沟前后的皮层记录体感诱发电位（CSEP）,依据中央沟前后皮层记录到的CSEP具有极性反转的特征来确定中央沟.其中8例患者通过对指运动行功能磁共振（fMRI）检查,在术中唤醒状态下通过电刺激大脑皮层确定运动功能区.结果：81例患者全部定位出感觉功能区,75例患者定位出运动功能区,6例患者因功能障碍或配合差运动功能区不能定位.术后1例患者病变对侧肢体运动障碍加重,其余80例患者无感觉、运动功能损害.结论：术前行MEG功能区定位有助于医生选择合适的手术入路和避免术中损伤脑功能区皮质,最大限度地保护神经功能,减少手术伤残率,提高手术疗效.

多处软膜下横纤维切断术与皮层热凝对家猫脑功能影响及癫痫控制情况的对比性研究

【论文特点介绍】本课题通过建立运动区急性青霉素癫痫模型，系统比较了多处软膜下横纤维切断术（MST）与皮层热凝治疗功能区局灶性癫痫的安全性及有效性。观察到MST及热凝术后不同时间家猫大脑运动区皮层的病理，术后运动功能改变等差异。验证了MST主要通过机械性切割直接破坏神经细胞的横向纤维联系；而皮层热凝的抗痫机制则主要是以热损伤使皮质浅层内与癫痫同步化扩布有关的神经元坏死，从而达到治疗效果。

血氧水平依赖功能磁共振成像在脑功能区肿瘤患者的应用

目的:利用血氧水平依赖功能磁共振技术(BOLD-fMRI),评估肿瘤位于或邻近脑皮层运动功能区的良、恶性肿瘤患者的脑皮层运动功能激活区形态和位置变化,比较和分析两者间激活区体积和最大信号强度的差异。方法:收集30例病理学证实肿瘤位于或邻近脑皮层运动功能区的脑肿瘤患者(恶性肿瘤18例,良性肿瘤12例),应用BOLD-fMRI技术,检查时患者双手同时对指运动,获得脑皮层运动功能区的激活图像,应用工作站对原始数据进行后处理,获得功能区激活图,并与解剖图融合,显示良、恶性肿瘤患者的患侧和健侧脑皮层运动激活区形态和位置;应用SPM 5软件计算和分析双侧脑皮层运动激活区的激活体积及最大信号强度,并用统计学方法分析各组间的差异。结果:肿瘤患侧脑皮层运动功能激活区的范围减小、形状变细长、主要向前或外侧移位;恶性肿瘤的脑皮层运动功能激活区的激活体积和最大信号强度明显小于良性肿瘤者(P<0.01)。所有肿瘤患侧脑皮层运动功能激活区的激活体积和最大信号强度明显小于健侧(P<0.01)。结论:BOLD-fMRI能直观地显示肿瘤患者脑皮层运动功能激活区的形态和位置变化,有助于外科手术方案的制定;良、恶性肿瘤组之间,肿瘤组与健侧组之间的脑皮层运动功能激活区的激活体积和最大信号强度具有显著性差异。

切除大腦皮層不同区域对动物高級神經活动的影响——综合评述

众所周知,大脑皮层的部分的或全部的切除,乃研究大脑生理的最古老办法之一,自1870年起它即为Fritsch与Hitzig所创用,至今仍是大脑生理研究中最通用的一个方法,因为它无论在理论上或临床实践上均有其重要意义。在理论上。

SMA局部场电在力竭运动过程中的特征分析及BIC干预实验研究

探究力竭运动对大鼠"丘脑腹外侧核(VL)-皮层辅助运动区(SMA)"通路电活动影响,揭示基底神经节信息输出核团在运动疲劳中枢调控中的作用。方法:Wistar大鼠随机分为对照组、力竭组和干预组,Bedford改良跑台递增负荷运动方案建立一次性力竭运动模型。采用金属电极采集SMA局部场电,对其波形、功率谱密度、平均总功率及各波段所占百分比进行分析;干预组在VL注射γ-氨基丁酸A型受体拮抗剂荷包牡丹碱(BIC)后记录SMA局部场电变化。结果:1)力竭运动后,大鼠SMA局部场电放电频率降低,能量分布低于对照组,辅助运动区兴奋性降低;2)BIC注射干预VL后,SMA局部场电活动信号振幅变小、频率增高、活性增强,总功率显著增高;δ波比例显著降低,α波与β波比例显著升高。结论:力竭运动导致大鼠SMA神经元电活动减弱,"VL-SMA"通路出现抑制现象,而γ-氨基丁酸A型受体拮抗剂荷包牡丹碱干预可以减弱力竭运动引起的基底神经节信息输出通路抑制效应。

经颅磁刺激运动诱发电位的临床应用

1980年,Merton成功地利用电刺激在完整的颅骨外大脑皮层运动区诱发了对侧肢体肌肉收缩的电位,这种EMG反应被称为运动诱发电位(Motor Evoked Paten-tials,MEPs),其潜伏期到手部肌肉为20ms,到下肢或足部肌肉为30—40ms,但其需要的刺激强度很高(1—1.5kv),重复刺激可在局部引起明显的疼痛,故患者很难耐受。到1985年,Barker发明了经颅磁刺激装置,这种检查无痛苦、无创伤,易被患者接受,在临床很快得到普及。

脑对运动的调控

一提到"运动",人们首先会想到跑、跳、打球、游泳等体育活动.其实.运动有很广泛的内涵。不仅有明显的随意运动,而且还有不随意运动或自主性运动(如心脏跳动和胃肠蠕动);除全身运动以外,还有局部运动(如口腔嚼碎食物及吞咽运动等);除显著的运动甚至剧烈的运动以外,还有极轻微的运动(如眨眼运动)。也有人将运动分为反射性运动。