靜息態(tài)fMRI在腦功能皮質(zhì)定位及腦功能重塑中的應(yīng)用研究.pdf

1、第一部分靜息態(tài)功能磁共振在腦腫瘤術(shù)前語言皮質(zhì)定位中的研究
　　目的:靜息態(tài)功能磁共振（Resting-state functional magnetic resonance imaging，R-fMRI）是目前進(jìn)行腦功能定位的新技術(shù)。本研究旨在探討R-fMRI技術(shù)在腦腫瘤術(shù)前語言皮質(zhì)定位中的應(yīng)用價值。
　　方法:12例主側(cè)半球腦膠質(zhì)瘤患者行術(shù)前R-fMRI掃描，結(jié)合語言任務(wù)態(tài)功能磁共振成像（Language function

2、al magnetic resonance imaging，L-fMRI）定位腦語言皮質(zhì)，采用喚醒開顱結(jié)合術(shù)中直接皮質(zhì)電刺激(Direct cortical stimulation，DCS)技術(shù)記錄語言陽性位點(diǎn)，將這些位點(diǎn)記錄到MRI結(jié)構(gòu)像上，以DCS陽性位點(diǎn)周圍10 mm×10mm范圍和功能磁共振顯示的功能區(qū)有明顯交集認(rèn)為是匹配。對每一例患者，在骨窗范圍內(nèi)每一10 mm×10 mm范圍為單位，進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)比較，獨(dú)立地記錄結(jié)果，以DCS語

3、言陽性位點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)，驗(yàn)證R-fMRI和L-fMRI在術(shù)前定位語言皮質(zhì)的敏感度和特異度，繪制受試者工作特征曲線(receiver operatingcharacteristic.curve，ROC曲線)，計(jì)算曲線下面積。同時，計(jì)算將R-fMRI和L-fMRI兩種fMRI結(jié)合定位語言皮質(zhì)的敏感度和特異度。
　　結(jié)果:成功利用DCS對12例患者進(jìn)行語言皮質(zhì)定位。對12例患者均進(jìn)行了R-fMRI的掃描并對其進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析，得到R-fMRI定

4、位語言皮質(zhì)的敏感度和特異度分別為47.7％和95.3％。由于2例患者不能配合完成L-fMRI的掃描，10例患者的L-fMRI數(shù)據(jù)得到采集和分析，與相對應(yīng)的DCS刺激位點(diǎn)進(jìn)行比較，得到L-fMRI定位語言皮質(zhì)的敏感度和特異度分別為34.3％和88.1％。R-fMRI的ROC曲線下面積為0.69，L-fMRI的ROC曲線下面積為0.61。將R-fMRI和L-fMRI兩種fMRI結(jié)合定位語言皮質(zhì)的敏感度和特異度分別為60.0％和83.5％，R

5、OC曲線下面積為0.73。
　　結(jié)論:R-fMRI有助于腦膠質(zhì)瘤術(shù)前語言皮質(zhì)定位，但其敏感度不高，單獨(dú)定位語言皮質(zhì)的價值不大，不能以此替代傳統(tǒng)L-fMRI。如將R-fMRI及L-fMRI兩者結(jié)合，則有助于更好地定位語言皮質(zhì)。
　　第二部分靜息態(tài)功能磁共振在腦腫瘤術(shù)前運(yùn)動皮質(zhì)定位中的研究
　　目的:靜息態(tài)功能磁共振(Resting-state functional magnetic resonance imaging,R

6、-fMRI)是目前進(jìn)行腦運(yùn)動功能定位的新技術(shù)。本研究旨在以直接皮質(zhì)電刺激(Direct cortical stimulation，DCS)技術(shù)為金標(biāo)準(zhǔn)，探討R-fMRI定位腦腫瘤術(shù)前手運(yùn)動皮質(zhì)的敏感度和特異度。同時，我們還將該技術(shù)與傳統(tǒng)運(yùn)動功能磁共振（Motor functional magnetic resonance imaging，M-fMRI）定位技術(shù)相比較。
　　方法:在17例擬診為膠質(zhì)瘤的患者手術(shù)前，同時采集R-fMR

7、I以及M-fMRI，并進(jìn)行手運(yùn)動皮質(zhì)定位。采用DCS技術(shù)記錄手運(yùn)動皮質(zhì)陽性位點(diǎn)，將這些位點(diǎn)記錄到MRI結(jié)構(gòu)像上，以DCS陽性位點(diǎn)周圍10 mm×10mm范圍和功能磁共振顯示的功能區(qū)有明顯交集認(rèn)為是匹配，進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)比較。對每一例患者，在骨窗范圍內(nèi)每一10 mm×10 mm范圍為單位，獨(dú)立地記錄結(jié)果，以DCS手運(yùn)動陽性位點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)，驗(yàn)證R-fMRI和M-fMRI在術(shù)前定位運(yùn)動皮質(zhì)的敏感度和特異度，繪制受試者工作特征曲線（receiver op

8、erating characteristic curve，ROC曲線），計(jì)算曲線下面積。
　　結(jié)果:成功利用DCS對17例患者進(jìn)行手運(yùn)動皮質(zhì)定位，得到609個刺激位點(diǎn)。對17例患者均進(jìn)行了R-fMRI的掃描并對其進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析，得到R-fMRI定位手運(yùn)動皮質(zhì)的敏感度和特異度分別為90.91％和89.41％。由于2例患者不能配合完成M-fMRI的掃描，15例患者的M-fMRI數(shù)據(jù)得到采集和分析，與相對應(yīng)的520個DCS刺激位點(diǎn)進(jìn)行比

9、較，得到M-fMRI定位手運(yùn)動皮質(zhì)的敏感度和特異度分別為78.57％和84.76％。對同時完成R-fMRI及M-fMRI掃描的15例患者的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，R-fMRI及M-fMRI兩種方法的敏感度和特異度無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p=0.3198和p=0.1431)。R-fMRI的ROC曲線下面積為0.89，M-fMRI的ROC曲線下面積為0.82。
　　結(jié)論:R-fMRI技術(shù)在腦腫瘤術(shù)前手運(yùn)動皮質(zhì)定位的敏感度和特異度均較高，較之傳統(tǒng)M

10、-fMRI技術(shù)無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，可有望替代M-fMRI，使患者免于M-fMRI掃描時必須配合的任務(wù)。
　　第三部分靜息態(tài)功能磁共振在腦腫瘤術(shù)前、術(shù)中運(yùn)動皮質(zhì)定位中的初步應(yīng)用
　　目的:初步探討靜息態(tài)功能磁共振(Resting-state functional magnetic resonanceimaging，R-fMRI)在術(shù)中運(yùn)動皮質(zhì)定位中的應(yīng)用價值。
　　方法:30例腦運(yùn)動區(qū)腫瘤患者行術(shù)前及術(shù)中R-fMRI掃描，

11、通過功能連接法進(jìn)行運(yùn)動皮質(zhì)定位，按不同的麻醉方式和掃描環(huán)境分析成像質(zhì)量的相關(guān)因素，通過術(shù)中直接皮質(zhì)電刺激(Direct cortical stimulation，DCS)觀察腫瘤切除前后運(yùn)動皮質(zhì)有無重塑。將DCS陽性位點(diǎn)記錄到MRI結(jié)構(gòu)像上，以DCS陽性位點(diǎn)周圍10mm×10mm范圍和功能磁共振顯示的功能區(qū)有明顯交集才認(rèn)為是匹配，進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)比較。對每一例患者，在骨窗范圍內(nèi)每一10mm×10mm范圍為單位，獨(dú)立地記錄結(jié)果，以DCS運(yùn)動陽性

12、位點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)，驗(yàn)證術(shù)中R-fMRI實(shí)時定位運(yùn)動皮質(zhì)的敏感度和特異度，繪制受試者工作特征曲線(receiver operating characteristiccurve，ROC曲線)，計(jì)算曲線下面積。
　　結(jié)果:30例患者成功行術(shù)前及術(shù)中R-fMRI掃描，27例獲得滿意的術(shù)前運(yùn)動皮質(zhì)圖像，21例獲得滿意的術(shù)中運(yùn)動皮質(zhì)圖像。術(shù)中圖像成像是否滿意與喚醒麻醉還是全麻沒有相關(guān)性，而與瘤腔是否灌水有明顯相關(guān)性。在4例患者腫瘤切除前后均進(jìn)行DC

13、S，比較了共19個運(yùn)動皮質(zhì)陽性位點(diǎn)，它們在腫瘤切除前后均無任何位置變化。對其中同時獲得滿意術(shù)中R-fMRI圖像和DCS結(jié)果的14例患者數(shù)據(jù)進(jìn)行比較后得到術(shù)中R-fMRI定位運(yùn)動皮質(zhì)的敏感度和特異度分別為61.7％和93.7％。術(shù)中R-fMRI的ROC曲線下面積為0.78。
　　結(jié)論:本研究利用R-fMRI技術(shù)進(jìn)行術(shù)中腦運(yùn)動皮質(zhì)實(shí)時定位，取得了相關(guān)技術(shù)方法，并得到了術(shù)中DCS的證實(shí)。該技術(shù)在腦腫瘤手術(shù)中實(shí)時定位腦功能具有很好的應(yīng)用前

14、景。
　　第四部分靜息態(tài)功能磁共振評估臂叢損傷后腦皮質(zhì)重塑的初步應(yīng)用
　　目的:外周神經(jīng)損傷后能引起即刻和長期的腦功能重塑。這種重塑在很大程度上影響著神經(jīng)修復(fù)手術(shù)的療效。本課題旨在研究臂叢損傷后上肢和手對應(yīng)的腦皮質(zhì)代表區(qū)功能的改變情況。
　　方法:13例確診為全臂叢根性撕脫傷且無任何上肢或手功能康復(fù)的患者進(jìn)行了靜息態(tài)功能磁共振(Resting-state functional magnetic resonance im

15、aging，R-fMRI)的掃描，其中三例在第一次掃描后的7-8月再次進(jìn)行了R-fMRI的掃描。臂叢損傷后R-fMRI掃描的時間間隔為1-16個月。同時，我們對9例正常成年人也進(jìn)行了R-fMRI的掃描，作為正常對照。我們利用基于種子點(diǎn)相關(guān)的功能連接法對所有R-fMRI的結(jié)果進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析。
　　結(jié)果:9例患者在傷后1-4月進(jìn)行R-fMRI掃描，圖像顯示在受傷臂叢對側(cè)的上肢和手的腦皮質(zhì)代表區(qū)和輔助運(yùn)動區(qū)(supplementary

16、motor area，SMA)的功能連接明顯弱于另一側(cè)。其中3例在第一次掃描后7-8月復(fù)查了R-fMRI，雖然他們的上肢功能均沒有任何康復(fù)，但R-fMRI結(jié)果提示:原本減弱一側(cè)的功能連接變?yōu)榕c對側(cè)基本對稱甚至強(qiáng)于對側(cè)。其他4例患者在傷后7-16月進(jìn)行R-fMRI掃描，圖像顯示雙側(cè)上肢和手的腦皮質(zhì)代表區(qū)和SMA的功能連接基本對稱。
　　結(jié)論:全臂叢根性撕脫傷后上肢和手的腦皮質(zhì)代表區(qū)經(jīng)歷了從“靜止”到“激活”的重塑過程。由于沒有任何上