靜息態(tài)fMRI在腦功能皮質定位及腦功能重塑中的應用研究.pdf

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

2、al magnetic resonance imaging，L-fMRI）定位腦語言皮質，采用喚醒開顱結合術中直接皮質電刺激(Direct cortical stimulation，DCS)技術記錄語言陽性位點，將這些位點記錄到MRI結構像上，以DCS陽性位點周圍10 mm×10mm范圍和功能磁共振顯示的功能區(qū)有明顯交集認為是匹配。對每一例患者，在骨窗范圍內每一10 mm×10 mm范圍為單位，進行點對點比較，獨立地記錄結果，以DCS語

3、言陽性位點為標準，驗證R-fMRI和L-fMRI在術前定位語言皮質的敏感度和特異度，繪制受試者工作特征曲線(receiver operatingcharacteristic.curve，ROC曲線)，計算曲線下面積。同時，計算將R-fMRI和L-fMRI兩種fMRI結合定位語言皮質的敏感度和特異度。
　　結果:成功利用DCS對12例患者進行語言皮質定位。對12例患者均進行了R-fMRI的掃描并對其進行了數(shù)據(jù)分析，得到R-fMRI定

4、位語言皮質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，與相對應的DCS刺激位點進行比較，得到L-fMRI定位語言皮質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結合定位語言皮質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。
　　結論:R-fMRI有助于腦膠質瘤術前語言皮質定位，但其敏感度不高，單獨定位語言皮質的價值不大，不能以此替代傳統(tǒng)L-fMRI。如將R-fMRI及L-fMRI兩者結合，則有助于更好地定位語言皮質。
　　第二部分靜息態(tài)功能磁共振在腦腫瘤術前運動皮質定位中的研究
　　目的:靜息態(tài)功能磁共振(Resting-state functional magnetic resonance imaging,R

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

7、I以及M-fMRI，并進行手運動皮質定位。采用DCS技術記錄手運動皮質陽性位點，將這些位點記錄到MRI結構像上，以DCS陽性位點周圍10 mm×10mm范圍和功能磁共振顯示的功能區(qū)有明顯交集認為是匹配，進行點對點比較。對每一例患者，在骨窗范圍內每一10 mm×10 mm范圍為單位，獨立地記錄結果，以DCS手運動陽性位點為標準，驗證R-fMRI和M-fMRI在術前定位運動皮質的敏感度和特異度，繪制受試者工作特征曲線（receiver op

8、erating characteristic curve，ROC曲線），計算曲線下面積。
　　結果:成功利用DCS對17例患者進行手運動皮質定位，得到609個刺激位點。對17例患者均進行了R-fMRI的掃描并對其進行了數(shù)據(jù)分析，得到R-fMRI定位手運動皮質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，與相對應的520個DCS刺激位點進行比

9、較，得到M-fMRI定位手運動皮質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)計學差異(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。
　　結論:R-fMRI技術在腦腫瘤術前手運動皮質定位的敏感度和特異度均較高，較之傳統(tǒng)M

10、-fMRI技術無明顯統(tǒng)計學差異，可有望替代M-fMRI，使患者免于M-fMRI掃描時必須配合的任務。
　　第三部分靜息態(tài)功能磁共振在腦腫瘤術前、術中運動皮質定位中的初步應用
　　目的:初步探討靜息態(tài)功能磁共振(Resting-state functional magnetic resonanceimaging，R-fMRI)在術中運動皮質定位中的應用價值。
　　方法:30例腦運動區(qū)腫瘤患者行術前及術中R-fMRI掃描，

11、通過功能連接法進行運動皮質定位，按不同的麻醉方式和掃描環(huán)境分析成像質量的相關因素，通過術中直接皮質電刺激(Direct cortical stimulation，DCS)觀察腫瘤切除前后運動皮質有無重塑。將DCS陽性位點記錄到MRI結構像上，以DCS陽性位點周圍10mm×10mm范圍和功能磁共振顯示的功能區(qū)有明顯交集才認為是匹配，進行點對點比較。對每一例患者，在骨窗范圍內每一10mm×10mm范圍為單位，獨立地記錄結果，以DCS運動陽性

12、位點為標準，驗證術中R-fMRI實時定位運動皮質的敏感度和特異度，繪制受試者工作特征曲線(receiver operating characteristiccurve，ROC曲線)，計算曲線下面積。
　　結果:30例患者成功行術前及術中R-fMRI掃描，27例獲得滿意的術前運動皮質圖像，21例獲得滿意的術中運動皮質圖像。術中圖像成像是否滿意與喚醒麻醉還是全麻沒有相關性，而與瘤腔是否灌水有明顯相關性。在4例患者腫瘤切除前后均進行DC

13、S，比較了共19個運動皮質陽性位點，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中R-fMRI圖像和DCS結果的14例患者數(shù)據(jù)進行比較后得到術中R-fMRI定位運動皮質的敏感度和特異度分別為61.7％和93.7％。術中R-fMRI的ROC曲線下面積為0.78。
　　結論:本研究利用R-fMRI技術進行術中腦運動皮質實時定位，取得了相關技術方法，并得到了術中DCS的證實。該技術在腦腫瘤手術中實時定位腦功能具有很好的應用前

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重塑的初步應用
　　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)修復手術的療效。本課題旨在研究臂叢損傷后上肢和手對應的腦皮質代表區(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的患者進行了靜息態(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例正常成年人也進行了R-fMRI的掃描，作為正常對照。我們利用基于種子點相關的功能連接法對所有R-fMRI的結果進行了數(shù)據(jù)分析。
　　結果:9例患者在傷后1-4月進行R-fMRI掃描，圖像顯示在受傷臂叢對側的上肢和手的腦皮質代表區(qū)和輔助運動區(qū)(supplementary

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