脑震荡患者静息态脑功能磁共振成像研究
本文关键词：脑震荡患者静息态脑功能磁共振成像研究
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【摘要】：目的:采用静息态低频振幅(Amplitude of Low-Frequency Fluctuation,ALFF)及其基于种子点的全脑静息态功能连接(resting-state functional connectivity,RSFC)和基于图论的复杂网络分析方法,分析脑震荡(brain concussion,BC)患者静息态下大脑神经元自发活动的幅度、脑区间活动的协同性和脑网络空间拓扑属性,探索其对BC患者症状的影响及可能的机理,以期提高对常规影像学检查阴性的BC患者的中枢病理生理机制的认识。方法:收集2013年4月~2015年2月创伤性脑损伤患者162例,常规CT、常规MRI及SWI全脑扫描,其中上述影像检查均为阴性但临床诊断为BC的患者18例,18名性别、年龄及受教育程度相匹配的健康志愿者为对照组(healthy controls,HCs),两组被试(患者组在外伤后7天内)均接受静息态功能磁共振成像(rest-state functional MRI,rs-fMRI)扫描。数据处理分析主要分为:(1)使用Onis2.5软件分离出rs-fMRI数据,经(DPARSFA)软件包对数据进行预处理、ALFF运算并进行组间双样本t检验(P0.01);(2)选取ALFF差异脑区为感兴趣区(regions of interest,ROIs),进行种子点相关分析法,与全脑各体素进行功能连接,并进行组间双样本t检验(P0.01);(3)应用Gretna与BrainNet Viewer脑网络分析与可视化软件包,采用自动化解剖标记脑区(automated anatomical landmarks,AAL)模板并构建出二值化矩阵和功能连接网络,计算不同网络稀疏度下的各参数指标,并进行组间双样本t检验(P0.05)。所有受试者接受临床评分量表评估(GCS,RPSQ)。BC组与HCs组的一般情况、临床评分使用IBM SPSS19.0软件进行组间双样本t检验,患者组临床评分量表和ALFF异常区域进行Pearson相关性分析(P0.01)。结果:(1)BC患者GCS得分轻度减低,与HCs比较差异无统计学意义(t=-1.458,P=0.163),RPSQ得分高于HCs(t=13.617,P=0.001)。(2)所有受试者头颅的传统影像学检查包括CT和MRI的T1WI、T2WI、T2-FLAIR及SWI的序列图像,均为阴性。(3)与HCs组比较,BC患者ALFF增高的脑区有双侧距状裂周围皮层(右侧aal44及左侧aal43)和左侧颞中回(aal85);alff减低的脑区有右侧小脑后叶(aal92,94)、右侧后扣带回(aal36)和左侧楔前叶(aal67)(p0.01,经alphasim校正,体素40)。(4)与hcs组比较,bc患者右侧后扣带回与右侧小脑后叶(aal104)、左内侧额上回(aal23)及左侧三角部额下回(aal13)功能连接增加,与右侧海马旁回(aal40)功能连接减弱;左侧楔前叶与右侧中央后回(aal58)、左侧枕中回(aal51)功能连接增强,与左海马旁回(aal39)、双侧颞中回(aal85,86)、左内侧额上回(aal23)、右侧额中回(aal8)功能连接减弱;右小脑后叶与右小脑前叶(aal98)及右侧楔前叶(aal68)功能连接增强,与左内侧额上回(aal23)功能连接减弱;右侧距状裂周围皮层与左侧中央后回(aal57)、右内侧额上回(aal24)功能连接增强,与右侧脑干、左侧豆状核(aal75)功能连接减弱;左侧距状裂周围皮层与双侧楔前叶(aal67,68)、左侧顶下小叶(aal61)功能连接增强,与左侧海马(aal37)功能连接减弱;左颞中回与左颞下回(aal89)功能连接增强,与右小脑前叶(aal98)、右额中回(aal8)功能连接减弱(p0.01,经alphasim校正,体素40)。(5)与hcs组比较,bc患者全脑网络标准化聚类系数(γ)轻度升高、标准化最短路径长度(λ)略有降低、“小世界”指数(σ)轻度增强;全脑效应(eglobal)和局部效应(elocal)改变不明显;在最小网络稀疏度(dmin=0.13)条件下,bc患者右侧眶内额上回(aal26)、右侧苍白球(aal76)与双侧颞横回(aal79,80)节点介数显著减少,左侧顶下小叶(aal61)与左侧枕中回(aal51)节点介数显著增加,右侧眶内额上回(aal26)和左侧后扣带回(aal35)的节点标准化聚类系数明显升高,右侧三角部额下回(aal14)和左侧顶下小叶(aal61)的节点标准化聚类系数明显降低,右侧眶内额上回(aal26)、左侧后扣带回(aal35)与双侧辅助运动皮层(aal19,20)的节点平均局部效应增强,双侧三角部额下回(aal13,14)与左侧岛盖部额下回(aal11)的节点平均局部效应减低(p㩳0.05)。(6)bc患者静息态alff差异脑区均未发现与年龄、受教育程度、病程、gcs及rpsq评分量表存在显著相关性(p㧐0.01)。结论:(1)脑震荡患者静息态脑功能网络中神经元自发活动的强度和连接模式均存在异常,尤其是默认网络功能脑区的异常改变显著。(2)脑震荡患者静息态脑功能网络拓扑整体和局部属性以及脑区平均局部效应存在异常,整体具有随机化趋势,局部表现为功能异常的泛化。(3)脑震荡患者静息态默认网络的功能改变和情感环路的变化尤为显著,推测其可能是造成BC患者认知功能障碍和情绪变化的主要机制之一。
【关键词】：脑震荡 静息态 磁共振 低频振幅 功能连接 小世界 默认网络
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R445.2;R651.15
【目录】：
- 摘要3-6
- ABSTRACT6-13
- 第1章 引言13-15
- 第2章 材料与方法15-19
- 2.1 研究对象15-16
- 2.1.1 病例组15
- 2.1.2 对照组15-16
- 2.2 数据采集16
- 2.2.1 CT扫描16
- 2.2.2 MR扫描16
- 2.3 数据处理与统计分析16-18
- 2.3.1 脑静息态数据预处理16-17
- 2.3.2.低频振幅数据计算及其异常脑区的功能连接数据处理与统计分析17
- 2.3.3 小世界拓扑属性指标数据测量与统计分析17-18
- 2.4 临床相关性统计分析18-19
- 第3章 结果19-33
- 3.1 BC、HCs组一般情况及临床评分量表比较19
- 3.2 BC、HCs组头颅常规影像学检查情况19
- 3.3 BC与HCs组脑静息态ALFF的异常改变19
- 3.4 BC与HCs组ALFF差异脑区与全脑RSFC的比较19-27
- 3.5 BC与HCs小世界拓扑属性指标异常改变27-31
- 3.5.1 BC与HCs组脑功能网络整体属性测量与比较27-28
- 3.5.2 BC与HCs组脑功能网络效率测量与比较28
- 3.5.3 BC与HCs组脑功能网络局部参数比较28-31
- 3.6 BC组脑功能差异脑区异常改变与评分量表相关性31-33
- 第4章 讨论33-38
- 4.1 脑震荡在神经影像学的研究进展33-34
- 4.2 脑震荡患者静息态ALFF异常的脑区及其功能连接差异脑区34-36
- 4.3 脑震荡患者静息态脑网络小世界参数的异常改变36-38
- 第5章 结论与展望38-39
- 5.1 结论38
- 5.2 展望38-39
- 致谢39-40
- 参考文献40-44
- 附录44-46
- 攻读学位期间的研究成果46-47
- 综述47-55
- 参考文献52-55
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
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，本文编号：1103441
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