正常人三种模式手指运动时脑激活区域的功能核磁共振研究

发布时间：2020-05-19 08:15

【摘要】：目的：通过观察熟练动作（反复连续的手指对指动作）、随意动作（抓物体，共有三种形状：三角形、长条形、正方形）和假想动作（想象手指运动）三种运动模式下利手运动时，脑内运动功能区的激活情况，阐述人脑在简单的熟练动作、复杂的随意动作及涉及高级智能参与的假想动作时脑内不同的响应机制，研究人脑对某个动作从假想到随意，再由随意到熟练过程中，脑内激活区变化情况，为脑中风及颅脑外伤瘫痪后重建运动模式的分析提供依据，对临床中枢神经系统瘫痪的康复训练具有指导意义。材料与方法:选择健康正常人 12例，男性：6例，女性：6例，平均年龄：29.33±9.60岁，其中右利手：8例，左利手：4例，常规磁共振检查结果正常。12例均采用GE MR/i HiSpeed 1.5超导磁共振扫描机，用标准的头颅环形极化线圈。资料获得用单次触发，梯度回波平面回波技术，TR：2000，TE：60，反转角90o，矩阵为128×192，视野为24cm，扫描时间为4：16，每层每2秒获得一幅图像，每层共128幅图像，4层共获得512幅图像。受试者分别进行熟练动作、假想动作、随意动作的轴位及冠状位图像的扫描，共6次扫描，总扫描时间为大约30分钟。先行矢状位T1加权定位像的扫描（500/50/1）[重复时间（TR）/回波时间（TE）/激励次数]，在完成常规脑扫描确定无异常后，在矢状位图像上定位4层T1加权轴位图像，层厚为6mm，层间隔2mm，位置自胼胝体体部上缘开始，，到颅骨下缘。在矢状位图像定位4层T1加权冠状位图像， WP=30 层厚为10mm，层间隔为3mm，扫描层面平行于脑干，前缘为脑干前缘，包括小脑大部分，此轴位及冠状位图像将作为功能图的参考图像。实验任务为三种模式的手指运动，受试者均在清醒状态下完成试验，试验前进行了熟练动作及假想动作的练习，随意动作的内容事先未告知受试者。前16秒为机器获取校正图像，然后依次为20秒的休息期，20秒受试者右手的实验任务，20秒受试者左手的实验任务，在休息期手无动作，右手动作期间左手无动作，左手动作期间右手无动作。休息、右手动作、左手动作为一个周期，共4个周期。指令的发出为操作者轻拍受试者需要动作的手。三种运动模式分别进行。应用工作站（SUN，GE Advanced Workstation3.1）的Function1.9软件进行图像的后处理及分析。剔除前16秒校正图像期间所采集的数据后，再进行计算，获得正相关系数（correlation coefficient CC）的脑功能图。检测感兴趣区的相关系数值，相关系数大于或等于0.5的区域为激活区。右手动作的兴奋区的重建方法是：将前16秒获得的图像剔除，然后20秒获得的休息期图像为对照参数，接着20秒获取的右手动作的图像为右手兴奋区正相关参数，其后20秒左手动作及接着的20秒休息期获得的资料为右手对照参数，依次类推，处理后为右手脑功能兴奋图。左手相反，将右手动作期和休息期获得图像为左手对照参数，左手动作时获得的图像为正相关参数。将所得脑功能图像迭加于相应的轴位或冠状位T1的解剖图上，对被激活的感兴趣区进行记数。对同一受试者不同时间的2次检查结果进行对照，评价可重复性。资料分析采用SPSS软件包作精确概率法（Fisher’s exact test）检验。 WP=31 结果：根据所定的相关系数，利用专用软件进行脑功能图的处理，除2例受试者各有一侧的假想动作在脑内未产生激活外，12例受试者其它各动作模式均获得满意的图像。随意动作同侧激活的数目多于熟练动作（P0.05）,而对侧无明显差异（P.05）。在进行利手、非利手熟练动作和随意动作时，于对侧中央前、后回，相当于初级躯体感觉运动区（SM1）均可见簇状的激活区，且多为激活簇分布较多的功能区，而非利手在两种模式下可见同侧有少量的SM1激活。除SM1外，12例受试者在双侧辅助运动区（SMA）、前运动区（PMA）也有较多量激活。在上述模式下，顶上小叶也有较多激活，表现为对侧激活比同侧多。小脑半球同侧激活多见。基底节、也有少量激活。受试者进行假想动作时，主要激活区为额上回、额中回，顶上小叶也可见多量激活；扣带回，小脑，脑干，中央旁小叶，基底节也见少量激活。在上述熟练动作和随意动作模式下，随机选择4例受试者，其2次所诱导的激活簇分布部位基本相同或相似，以SM1，SMA和PMA区为主，同侧小脑也有激活。假想动作模式下，以额上、中回，顶上小叶区为主激活。激活区可重复性达85%，2次刺激时间间隔24小时-1周。随意动作时，脑同侧激活区的数目多于简单动作（P0.05）,而对侧无明显差异。在简单动作和随意动作中，无论利手或非利手，主要的激活区为对侧的初级感觉运动皮质（SM1），但非利手也可激活同侧少量的SM1。另外，脑双侧SMA、PMA，对侧顶上小叶，同侧小脑也有明显激活；偶见基底节激活。假想动作时主要激活额上回、额中回、顶上小叶，另见少量扣带回、小脑、脑干、中央旁小叶、基底节处激活。 WP=32 结论：利手的简单动作支配主要在对侧脑SM1，而双侧的SM1参与了非利手的简单动作。随意动作属于复杂动作，参与动作的区域多于简单动作，且双侧SMA均参与，可能与双手协调、记忆动作模式的选择、动作顺序的执行有关。假想动作时主要由SMA、PMA支配。该机制对脑卒中的运动训
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：R445.2

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