基于静息态脑功能磁共振成像对高原人群脑功能及脑结构改变的研究

发布时间：2020-10-12 16:19

　　 目的1.随着高原地区经济社会的迅速发展,高原对人体的影响也愈加引起人们的关注。而人脑对缺氧极为敏感,长期缺氧会对脑功能和脑结构产生影响。本研究利用静息态血氧水平依赖磁共振成像(Blood-oxygen level dependent fMRI,BOLD-fMRI)技术,从影像学角度探索高原慢性缺氧对高原正常人群脑功能的影响,为研究高原缺氧环境下对高原居民脑功能和结构的影响提供一种非创伤性、可重复性的影像学及生理学依据。2.利用扩散张量成像(Diffusion tensor imaging,DTI)技术,从影像学角度探索高原红细胞增多症(high altitude polycythemia,HAPC)患者脑微观结构的改变,同时了解与血红蛋白及认知功能MMSE评分的相关性。方法1.收集世居高原健康藏族(实验组)大一学生及年龄、性别、受教育年限、海拔高度、利手情况相匹配的初入高原2月内(对照组)健康大一汉族志愿者各30例,对其进行全脑常规MRI平扫+DWI扫描,除一例藏族有多发慢性缺血灶及一例汉族头动影响较大排除外,余受试者颅脑均未发现器质性病变及先天畸形。利用Siemens Skyra 3.0T磁共振收集BOLD及3D-T1数据,采用局部一致性(Regional Homogeneity,ReHo)、低频震荡振幅(Amplitude of Low Frequency Fluctuation,ALFF)、低频振幅比率(fractional Amplitude of Low Frequency Fluctuation,fALFF)、镜像同伦连接(Voxel-mirroredHomotopic Connectivity,VMHC)、功能连接(Functional Connectivity,FC)等方法处理BOLD数据,对两组数据采用基于体素的两样本t检验进行统计分析,对有激活的团块进行提值,并与认知功能MMSE评分行Pearson相关性分析。2.收集并分析13例临床确诊高原红细胞增多症的藏族患者(实验组),13例性别、年龄、受教育程度、利手情况及居住海拔高度相匹配的正常健康藏族志愿者(对照组),利用Siemens Skyra 3.0T磁共振收集DTI数据,分别在两组图像中选取相同部位的感兴趣区(region of interest,ROI),包括双侧额叶、内囊前肢、内囊后肢、背侧丘脑、半卵圆中心及胼胝体膝部、压部等部位。统计两组ROI的平均表观扩散系数(ADC值)和各向异性分数(FA值),采用卡方检验统计分析两组有无差异,并统计分析实验组数据与血红蛋白及认知功能MMSE评分行Pearson相关性分析。结果1.静息态下BOLD对照组相对于实验组ALFF呈现局部减低的现象,表明这些脑区神经元受到抑制,代谢弱,差异有统计学意义(P0.001,cluster5,TFCE校正)。2.静息态下BOLD对照组相对于实验组大脑半球间镜像同伦连接(VMHC)呈现局部对称性增强的现象,表明这些脑区两侧功能连接增强,差异有统计学意义(P0.001,cluster5,TFCE校正)。3.两组BOLD数据ALFF、VMCH值提取出来与认知功能MMSE评分进行相关性分析,两组ALFF、VMHC值与认知功能MMSE评分均无相关性(P0.05)。4.静息态下BOLD对照组相对于试验组ReHo、fALFF、FC等研究方法均未见激活局部升高或局部减低的脑区。5.HAPC组左侧内囊后肢、双侧半卵圆中心及胼胝体压部FA值低于对照组(P0.05);双侧内囊前肢及胼胝体压部ADC值低于对照组(P0.05)。6.HAPC组左侧内囊前肢ADC值与认知功能MMSE评分呈正相关,左侧丘脑ADC值与血红蛋白呈正相关。结论1.静息状态下世居高原健康藏族和初入高原健康汉族大脑在低频震荡振幅及镜像同伦连接存在差异;这些差异可能与高原独特的低压、低氧环境对大脑的损害有关。2.高原红细胞增多症藏族患者和健康藏族志愿者在静息状态下大脑表观扩散系数及各向异性分数部分ROI存在差异,说明两组之间大脑白质存在差异,这些差异可能与高原低缺氧环境对大脑功能和结构的影响及高原居民对环境的适应性改变有关。3.高原红细胞增多症组患者的部分ROI脑白质区ADC值与血红蛋白及认知功能MMSE评分存在相关性。
【学位单位】：西藏大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R445.2;R594.3
【文章目录】：
缩略语中英文对照表
摘要
Abstract
第一章 前言
第二章 研究对象和研究方法
    2.1 研究对象
        2.1.1 实验1
        2.1.2 实验2
    2.2 研究方法
        2.2.1 磁共振成像序列及数据采集
        2.2.2 BOLD数据处理
        2.2.3 DTI数据的统计析
第三章 结果
    3.1 实验一
        3.1.1 实验组和对照组MRI平扫表现
        3.1.2 ReHo、fALFF、FC结果分析
        3.1.3 FALL结果分析
        3.1.4 VMHC结果分析
        3.1.5 AFLL、VMHC提值与认知功能MMSE评分相关性分析
    3.2 实验二：DTI数据分析
        3.2.1 慢性红细胞增多症组和对照组进行DTI扫描，获得ADC图、FA图及FA彩色编码图
        3.2.2 ROI的测量(FA、DAC值)
        3.2.3 HAPC组各 ROI 脑区的 FA、ADC值与血红蛋白及MMSE评分的Pearson相关性分析
第四章 讨论
    4.1 静息态脑功能磁共振成像
    4.2 高原环境静息态脑功能磁共振研究
    4.3 本研究结果
    4.4 认知功能
    4.5 总结和展望
第5章 结论
    5.1 本研究的主要结论
    5.2 本研究的创新之处
    5.3 本研究的不足之处及下一步研究计划
参考文献
文献综述
    参考文献
在读研期间科研成果简介
致谢

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 史旭波;刘梦晨;吴筠凡;黎程;;原发性失眠患者基于静息态功能磁共振的脑岛功能连接异常区[J];中山大学学报(医学科学版);2017年04期

2 陈炜;王前程;徐春生;;静息态脑功能磁共振成像的研究进展[J];中医药临床杂志;2014年11期

3 于前进;孔佩艳;;与高原红细胞增多症有关的血清炎症因子的研究进展[J];西南国防医药;2014年09期

4 史清海;刘轶然;葛迪;冉继华;刘正祥;冉盈;张梦姣;伏建峰;;急进高原致大鼠空间记忆能力障碍的研究[J];西北国防医学杂志;2014年03期

5 李玉红;格日力;;高原睡眠呼吸紊乱与急性高原病的相关性研究进展[J];生理科学进展;2014年02期

6 龙淼淼;倪红艳;;静息态脑功能成像临床应用研究进展[J];国际医学放射学杂志;2013年03期

7 史清海;伏建峰;葛迪;冉继华;刘正祥;何雁;刁彤;鲁友芳;;急性低压低氧应激导致大鼠认知功能损伤研究[J];西北国防医学杂志;2012年01期

8 常荣;刘永萍;周白丽;;高原缺氧环境下原发性高血压患者氧化应激水平与内皮功能变化[J];中华高血压杂志;2010年10期

9 王琰;何湘;罗佳;朱国斌;路俊霞;高亮;;急进不同海拔高原人员的血氧饱和度、心率及血压变化[J];临床军医杂志;2010年03期

10 李坤成;刘江涛;;神经影像学十年进展[J];中国现代神经疾病杂志;2010年01期

本文编号：2838004