基于BOLD-fMRI技术探讨针刺治疗失眠的研究展望

针刺治疗失眠被广泛应用于临床,通过针刺腧穴可以调节神经中枢代谢功能,但具体作用机制比较复杂。应用功能磁共振成像(fMRI)技术可以从影像学角度研究针刺治疗失眠的脑响应区,进而对其中枢机制进行剖析。分析基于fMRI针刺治疗失眠的相关文献,发现主要集中在静息态及任务态fMRI方面,即血氧水平依赖功能磁共振成像(bold-fMRI)脑激活区的研究。研究结果证实,认知、情绪调控相关脑区神经元被激活,达到治疗失眠的作用。本文对近些年代表性研究进行归纳总结,以期为后续针刺治疗失眠脑效应机制的探索提供参考。

针刺治疗缺血性脑卒中运动功能障碍康复BOLD-fMRI研究进展

缺血性脑卒中(ischemic stroke, IS)为我国首要致死致残疾病,70%患者并发运动功能障碍,针刺已成为一项早期重要辅助治疗手段。近年来,血氧水平依赖功能磁共振成像已成为研究针刺卒中的最常用方法。本研究从局部一致性、低频振幅等代表的局部功能传统体素分析和动态功能连接(dynamic functional connection, DFC)分析、图论分析等代表的复杂全脑网络分析研究成果比较入手,综述了针刺IS运动功能障碍研究从局部功能延伸至全脑功能分析,从体素研究向脑网络研究转化,并正在进一步向全脑整体网络研究深入的转变历程及利弊,进而提出目前该类研究已从基于单纯感觉运动网络(sensory motor network, SMN)映射的运动完成研究逐步过渡到基于默认网络(default mode network, DMN)映射的运动认知研究,但尚未完全普及。本综述为针刺IS运动功能障碍研究提供如灵活运用任务设计,围绕SMN及DMN双动态网络,采用DFC、图论等全脑网络分析针刺前后运动功能连接及属性变化等方法学指导及理论支持,从而更好地阐释针刺IS运动功能障碍康复机制并指导临床。

改进谱聚类算法在MCI患者检测中的应用研究

为了利用功能核磁影像(f MRI,functional magnetic resonance imaging)数据进行轻度认知障碍(MCI,mild cognitive impairment)自动检测,对患者的f MRI数据进行聚类分析,得到患者大脑血氧依赖水平(BOLD,blood oxygen level dependence)的变化模式,并将异常模式用于疾病检测中。由于传统谱聚类算法需要计算相似矩阵所有的特征值和特征向量、时间与空间复杂度较高。提出一种改进的谱聚类方法,在相似矩阵的构造以及σ与k值的确定等方面进行了改进,将其用于MCI f MRI数据的聚类与诊断研究中。与传统谱聚类及Nystr?m算法进行的对比实验结果表明,改进的谱聚类方法可以更准确得到患者异常BOLD模式,分类正确率较高,且时间和空间复杂度均小于传统算法。

SEEG及多技术联合评估在1例运动区致灶切除术中的应用

目的探讨多种技术联合评估在运动区致灶切除术中的应用。方法回顾性分析1例疑为运动区致灶病人的临床资料,术前f MRI-bold、Wada试验和SEEG功能区测定均显示运动区向对侧转移,SEEG脑电图显示病侧运动区起源的致灶,手术将病侧致区及运动区一并切除。结果术后运动功能无损害。随访15个月,癫无发作。结论对于运动功能已经转移的运动区起源的癫,可考虑手术将解剖上的运动皮质及致灶一并切除,以达到治愈癫的目的。

康复训练对脑梗死患者脑功能重组影响的纵向fMRI研究

目的:利用BOLD-fMRI技术探讨脑梗死患者运动功能恢复过程中脑功能重组的发生及康复训练对脑梗死患者脑功能重组的影响。方法:16例病程1—3个月初发的皮质下脑梗死患者基本随机分为康复训练组(n=10)和对照组(n=6),分别接受、不接受康复训练。两组患者分别于入组时(第1次)、入组4周后(第2次)进行FMA、MAS和MBI等运动功能评定和BOLD-fMRI扫描。fMRI扫描时运动模式依次为患手、健手被动腕关节背伸运动,比较两组患者fMRI扫描结果的异同点,计算患手运动时对侧M1激活的体积、强度和LI值,观察LI值与患手功能恢复的关系。结果:①康复训练组患者运动功能改善程度明显高于对照组(P<0.05)。②第1次fMRI扫描时,两组患者都出现双侧大脑皮质广泛、散在的激活,表现为M1激活的缺失、双侧PMC、SMA、CMA、IPL、PFC、CRB等的明显激活。第2次fMRI扫描时,康复训练组患手运动时以对侧M1激活为主,并有双侧SMA、PMC的激活;对照组患者前、后两次fMRI扫描出现的皮质激活情况改变不大。③康复训练组患手被动运动时,M1区的LI值第1、2次fMRI扫描分别为负数、正数;不论是对侧M1激活的体积,还是强度,均是第2次fMRI检查优于第1次fMRI(P<0.05)。④康复训练组患者前后两次FMA、MAS评分的改善程度与M1区LI的改变呈正相关(r=0.917,r=0.949)。结论:脑卒中偏瘫患者的运动功能恢复,其机制与大脑发生的功能重组有关。康复训练可使患手运动时对侧M1区出现更多、更强的激活。

以脑功能成像与血清胃泌素水平变化来探讨针刺足三里穴的作用路径

目的:通过fMRI-BOLD定量观察受到刺激的脑特定区域,并检测血清胃泌素水平变化,对针刺足三里穴的传出作用机制进行研究,以此来描述针刺穴位时传入-中枢-传出轴。方法:挑选22例体型中等的健康成年男性志愿者(年龄25～35岁)行针刺足三里穴时fMRI-BOLD扫描,同时检测针刺足三里穴前后其血清胃泌素浓度。结果:针刺足三里穴"得气"时,大脑边缘系统的相应脑功能区有兴奋现象,伴随血清胃泌素水平明显降低。结论:针刺足三里穴时,刺激信号上传到大脑边缘系统特定功能核团,进而通过神经体液机制影响血清胃泌素水平。

人脑初级视皮层内事件相关型视觉刺激fMRI BOLD响应特性初步研究

基于脑血氧水平依赖 (BOLD)对比的功能磁共振成像 (fMRI)方法是研究脑功能活动的一种重要的无损伤探测手段 ,BOLD的机制及它与脑神经活动关系一直是国际上十分活跃的研究领域 ,尤其是在实验研究方面 .视觉刺激所引起的脑的初级视皮层 (V1 )的BOLD响应的时间特性已有较多的研究 ,但是在这些研究中 ,有的结论认为BOLD对视觉刺激的响应是线性的 ,有的结论却是相反的 .我们采用事件关联型核磁共振功能成像 (ER fMRI)方法 ,研究不同的短暂视觉刺激持续时间下的BOLD响应 ,得到了视觉刺激下的脑激活图 .同时找出了视觉刺激时间分别是 1、2、3、4、5和 6s的V1区的BOLD响应曲线 。

感音神经性聋人和正常人纯音刺激脑功能区BOLD-fMRI研究

目的利用血氧水平依赖效应功能磁共振成像(blood oxygenation level dependent-functionalmagnetic resonance imaging,BOLD-fMRI)观察正常人和感音神经性聋人在纯音刺激时脑听觉中枢的兴奋情况,比较两组间的差异。方法正常人和聋人受试者各30名。功能成像采用组块设计。声音刺激用1000Hz纯音,强度(sound pressure level,SPL)140dB,持续时间500ms,刺激间隔500ms,刺激施加频率1Hz。结果正常人接受纯音刺激激活脑区有:两侧颞横回、颞平面前极、颞平面、外侧裂周围的中央前回、中央后回、颞上回(除颞横回、颞平面前极、颞平面以外的部分)、缘上回、额下回、以及两侧枕叶和小脑半球。聋人纯音激活脑区与正常人相似。对正常人和聋人各脑区的激活强度行t检验,表现为正常人激活强度显著高于聋人的脑区有:两侧颞横回、颞平面前极及额下回,左侧颞上回,右侧颞平面;表现聋人激活强度显著高于正常人的脑区有:两侧枕叶、中央后回、中央前回。结论正常人和感音性聋人接受适当纯音刺激都可激活听觉中枢。在相同刺激条件下聋人听觉中枢激活程度较正常人低。人脑以网络模式处理听觉信息,不同感觉中枢间存在固有的联系,聋人的听觉中枢有重组现象发生。

醒脑散的BOLD-fMRI脑功能成像研究

目的利用BOLDfMRI技术研究醒脑散对脑功能的影响,探索醒脑散的中枢机制。结果醒脑散可明显激活小脑、桥脑、右侧楔叶、左侧舌回、双侧颞下回等脑区。结论桥脑中的网状结构,对意识觉醒起关键作用,距状沟上下的楔叶和舌回是经典的视觉中枢,实验结果为醒脑散的作用机理提供了客观的可视性实验依据。

BOLD-fMRI定量分析在运动中枢康复中的应用价值

目的利用血氧水平依赖性磁共振脑功能成像（BOLD—fMRI）技术观察运动中枢病变患者治疗前后的中枢激活体积的变化，探讨fMRI定量分析对揭示正常脑功能区激活特点和临床康复治疗评价的应用价值。资料与方法选择15例脑部疾病患者作为病例组和20名健康志愿者作为对照组进行运动中枢的fMRI研究，病例组分别于治疗后1～14天、1个月、3个月进行复查。结果20名正常人右手与左手、左手与双手对指运动所引起的脑功能区激活体积差异无统计学意义（P＞0．05）。15例运动中枢病变组治疗1个月前后脑激活体积差异有统计学意义（P＜0．05），治疗后1～14天激活体积值增幅较快，之后上升幅度变慢；6例治疗后1个月与治疗后3个月激活体积差异无统计学意义。结论（1）中枢激活区的体积可由AFNI软件精确计算出来，从而可观察正常人的中枢激活特点，评估患者的疾病康复情况及治疗效果；（2）病变治疗前后的激活体积随病情变化而相应变化，大致趋势是：病变激活体积小于正常人，治疗后短期（1～14天）复查显示激活区体积较治疗前明显增大，而随时间的推移，中枢激活体积增幅趋缓。

DTI在皮层下脑卒中患者皮质脊髓束损伤中的应用

目的扩散张量成像（DTI）扫描下探讨皮质脊髓束损伤与卒中后上肢功能障碍之间的关系以及其损伤的机制。方法在康复治疗前后对8例皮层下脑卒中后3～9月的上肢偏瘫患者进行一次DTI检查，对DTI数据进行软件后处理。结果在8例脑卒中患者的扩散张量纤维束成像（DTT）上可见皮质脊髓束部分中断。在病灶及大脑脚水平上，分别测量双侧皮质脊髓束的部分各向异性（FA）值及表观扩散系数（ADC）值，患侧与健侧的FA值及ADC值均有显著性差异（P〈0．05）。结论所有皮层下脑卒中后3—9月的患者皮质脊髓束在病灶水平部分中断，在远处发生变性等继发改变。DTI在此领域有广阔的应用前景。

听觉相关穴位刺激时中枢变化功能磁共振研究

目的利用血氧水平依赖效应功能磁共振成像(blood oxygenation level dependent-functional magnetic resonance imaging,BOLD-fMRI)观察正常人在针灸刺激听觉相关穴位时中枢的兴奋情况。方法正常人受试者30名。选取足少阴肾经的太溪穴和手少阳三焦经的中渚穴作为刺激穴位,穴位旁刺激作为对照。针灸刺激用专用电针治疗仪施加,频率2000Hz,电流强度以受试者能忍耐的最大值为限。功能成像采用组块设计,刺激持续时间1000ms,刺激间隔1000ms。结果受试者接受穴位电针刺激激活脑区有两侧半球的:初级体感中枢、次级体感中枢、颞上回、颞中回、枕叶、缘上回、额上回、额下回、扣带回前部、中央前回、小脑半球。对照实验中,非穴位刺激激活的脑区与穴位刺激基本相同。但两种刺激对脑区的激活强度存在很大的差异。比较针刺穴位和穴位旁区激活脑区的强度,表现为穴位刺激显著高于穴位旁刺激的脑区有:两侧次级体感中枢、两侧颞上回、两侧缘上回、左侧枕叶、右侧小脑半球。结论正常人太溪穴和中渚穴接受电针刺激比单纯体感刺激在部分脑区激活强度显著增高,认为是穴位刺激特殊效应所致。太溪、中渚两穴联合刺激较体感刺激更明显地激活听觉初级和次级皮层,提示这两个穴位通过听觉中枢调节听觉功能。

纯音听觉优势半球——fMRI和脑磁图联合研究

目的利用血氧水平依赖功能磁共振成像(BOLDfMRI)和脑磁图(MEG)观察正常人在纯音刺激时听觉中枢的兴奋情况及两侧半球的差异。资料与方法BOLDfMRI研究对象为30名正常听力志愿者。BOLDfMRI采用组块设计。声音刺激用140dB1kHz纯音,持续时间500ms,刺激间隔1s,刺激施加频率1Hz。MEG检查共有10名正常受试者,采用90dB1kHz纯音刺激,持续时间8ms,刺激间期1s。用等电流偶极(ECD)描述皮质兴奋并将其与自身MRI图像叠加。结果在BOLDfMRI研究中,纯音刺激激活两侧听觉中枢和其周围邻近脑区,右侧半球听觉中枢的激活强度明显大于左侧。MEG检查中纯音刺激诱发的主要磁反应波为M100,M100ECD位于初级听觉中枢颞横回。右侧半球M100ECD比左侧半球偏前、潜伏期短、强度高。结论纯音刺激激活听觉中枢和周围脑区,右侧半球为纯音刺激时听觉的优势半球。

不同持续时间的短暂视觉刺激引起的BOLD响应在初级皮层区的时间特性

目的 :探讨在短暂视觉刺激情况下 ,大脑初级视觉皮层 (V1)的血氧水平依赖 (BOLD)性响应的时间特性。材料与方法 :采用事件关联型磁共振功能成像 (ER fMRI)技术 ,通过改变视觉刺激的持续时间 ,即从ls到 6s ,检测BOLD响应的峰值、基线之上的面积、响应恢复到基线的时间、达到峰值的时间等特征值的变化 ,评估BOLD响应的测量值和预测值之间的关系。结果 :作为视觉刺激时间的函数 ,BOLD响应曲线的峰值、基线之上的面积、响应恢复到基线的时间、达到峰值的时间等呈直线增加。对于所有刺激时间 ,BOLD响应的预测值全部大于测量值。结论 :在短暂刺激时 ,视觉刺激时间与BOLD响应之间是非线性关系。但当研究其引起的神经活动时 ,BOLD响应的峰值、基线之上的面积。

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。

急性期脑梗死引起的运动性失语的功能磁共振研究

目的:探讨急性脑梗死引起的运动性失语脑内代偿情况。方法:急性脑梗死患者8例,男女比例1.3:1,平均44.5岁;正常健康志愿者20人,男10例,女10例,平均38.5岁,均为右利手。检查者均完成图片命名任务。AFNI软件处理实验数据。统计分析采用SPSS12.0分析软件。同一感兴奋区(ROI)比较采用两样本t检验或非参数统计:Mann-Whitney test。结果:患者组因病灶位置不同分为两组:①病灶位于左侧岛叶及左侧脑室旁白质5例。激活脑区如下:右侧Broca区,右侧BA10区,左侧角回,左侧顶上小叶,辅助运动区等。其中右侧Broca区激活强度和体素具有统计学意义,P<0.05;②病灶位于左侧额下回(Broca区)3例。激活脑区如下:左侧BA46区,右侧顶上小叶,右侧额中回,左侧角回,辅助运动区等。正常对照组激活脑区:双侧岛叶,双侧额下回(Broca区,以左侧为著);双侧额中回,双侧额叶背外侧区,双侧顶上小叶,双侧颞上回,辅助运动区,双侧梭状回等激活。结论:急性脑梗死所致运动性失语,脑内代偿方式因位置不同而有差异。

认知任务的功能磁共振技术在神经药理学研究中的进展

功能核磁共振技术的飞速发展,使药物作用前后神经元的活动状况能够通过脑血氧含量变化间接反映出来。这使得药理学家可以借助核磁共振技术,评价药物对脑区和网络空间的作用。目前,应用于人类受试者的神经药理学磁共振研究涉及的药物,主要集中在单胺能与胆碱能神经传递的激动剂与抑制剂方面。该文主要介绍药物磁共振成像(phMRI)的基本概念和实验中常用的任务,同时结合多巴胺能药物的研究,综述了phMRI的最新研究进展。

针刺神门穴和养老穴激活不同脑功能区的功能性磁共振成像研究

目的:通过功能性磁共振成像(fMRI)来了解针刺神门穴和养老穴的脑激活区情况。方法:选取健康青年志愿者12例,采用组块模式(静息阶段与刺激阶段交替出现,重复3次,分为3个组块),手法捻转行针针刺右侧的神门穴或养老穴(捻转角度180°,频率1.5Hz)。评价针刺的感觉,使用SPM2对扫描后图像进行后处理以观察激活图、激活区的差别,并观察安全指标。结果:针刺捻转时,操作者指下均有得气感,所有受试者也均有"酸、麻、重、胀"的得气感。在校正像情况下(组分析,FWE,0.05,K≥10),神门穴主要激活了右侧额叶的中央后回BA2、BA1、BA43,左侧额下回BA47,其次为右侧顶叶的顶下小叶BA40、右侧额叶的额下回BA44、左侧颞叶的颞上回BA22、右侧脑岛BA40;养老穴主要激活了左顶叶的顶下小叶BA40,右侧额叶的额下回BA45、BA46,其次为左侧颞中回BA37、颞下回BA37、额上回BA10。结论:针刺神门穴和养老穴的激活脑区是不同的,可能与本经相关的经脉、脏腑联系密切相关。

黑白棋盘格视觉刺激源时BOLD响应对闪烁频率的非依赖性

目的 :研究视觉刺激的闪烁频率与BOLD响应之间的关系。材料与方法 :通过磁共振功能成像 (fMRI)的方法 ,在黑白棋盘格视觉刺激源的切换频率从 4～ 14Hz范围内 ,在初级视觉皮层 (V1)区内分别测量BOLD响应。结果 :BOLD信号幅度的变化在 4～ 14Hz内基本相同 ,但是在V1区内激活像元数显示出频率依赖性。结论 :BOLD信号对视觉刺激频率的依赖性可能受视觉刺激类型的影响。

磁共振成像技术在评价抑郁症疗效方面的研究进展

磁共振成像技术能在脑结构和功能层面揭示抑郁症患者存在的脑组织异常,并对治疗效果起到评估作用。本文简述了磁共振成像特别是DTI与BOLD-fMRI技术在评价抑郁症疗效应用上的研究近展。