基于静息态fMRI的高度近视脑功能连接变化的研究

发布时间：2017-08-13 15:21

  本文关键词：基于静息态fMRI的高度近视脑功能连接变化的研究

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【摘要】：目的:高度近视是指屈光度≤-6.00D的近视,又称为病理性近视。高度近视人群尽管可以通过佩戴眼镜进行视力矫正,但是已有报道称其矫正后的视域、视敏度等仍然有异于正常人。长期的异常视觉经验会引起脑结构和功能上的变化,并且目前已有研究发现长期的高度近视使大脑白质结构发生了改变,甚至近视患者的视觉注意功能也因此受到影响。尽管如此,至今还未见关于高度近视对大脑神经活动影响的报道。本研究首次探究高度近视人群长期异常视觉经验对其静息态下大脑功能连接的影响,为进一步了解异常视觉经验对脑功能的影响及神经机制提供实验依据。材料与方法:本研究在天津医科大学招募了59例右利手大学生,其中27例为高度近视患者(21-25岁,男5例),双眼屈光度≤-6.00D,近视发病年龄均大于9岁;其余32例为视力正常的对照组(18-25岁,男14例)。两组被试的平均年龄以及受教育水平不存在显著组间差异,双眼裸眼视力的组间差异显著。所有被试均进行静息态功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,f MRI)及3D T1WI结构像扫描。根据静息态f MRI数据,利用基于数据驱动的功能连接密度图法(functional connectivity density mapping,FCDM)探究高度近视人群大脑短程FCD和长程FCD与正常对照组之间的差异,并分析组间差异脑区FCD值与高度近视人群裸眼视力之间的相关性。接着利用基于种子点的功能连接分析方法,以高度近视组和正常对照组长程FCD差异脑区为感兴趣区,比较各感兴趣区之间功能连接强度的组间差异,并在此基础上进一步探究高度近视FCD异常脑区所在静息态脑功能网络之间的功能连接强度变化。根据3D T1WI结构像数据,以FCD组间差异显著脑区为感兴趣区,探究这些脑区灰质体积的改变。结果:与正常组相比,高度近视组双侧后扣带/楔前叶皮层的短程FCD显著降低;右侧后扣带/楔前叶皮层、左侧颞下回、右侧缘上回和右侧喙外侧前额皮层的长程FCD也显著降低;且高度近视组喙外侧前额皮层的长程FCD值与其裸眼视力呈显著正相关。基于感兴趣区的功能连接分析发现,高度近视组右侧缘上回和喙外侧前额叶皮层之间的功能连接强度显著低于正常对照组,且这两个脑区分属的腹侧注意网络和额顶控制网络之间的功能连接强度也显著降低。此外,高度近视组喙外侧前额叶皮层的灰质体积也显著低于正常对照组。结论:1、高度近视组与空间注意分配调控相关的双侧后扣带/楔前叶的短程和长程功能连接密度显著降低,提示高度近视患者后扣带/楔前叶对控制空间注意有效分配的功能可能存在异常。2、高度近视组腹侧视觉通路上参与视觉注意调控的颞下回长程功能连接密度显著减小,提示高度近视患者颞下回对注意的调控功能可能存在异常。3、高度近视组不仅缘上回和喙外侧前额皮层之间功能连接强度显著降低,而且这两个脑区分属的腹侧注意网络和额顶控制网络之间的功能连接强度也显著降低,提示高度近视患者额顶控制网络对注意网络的调控能力减弱。4、高度近视组喙外侧前额皮层灰质体积的降低,提示高度近视不仅会引起脑功能的改变,也会引起相应脑结构的变化。
【关键词】：高度近视 静息态fMRI 功能连接 功能连接密度 视觉注意
【学位授予单位】：天津医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R445.2;R778.11
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-10
• 缩略语/符号说明10-11
• 前言11-15
• 研究现状、成果11-13
• 研究目的、方法13-15
• 一、对象和方法15-23
• 1.1 研究对象15
• 1.2 数据采集15-16
• 1.2.1 成像设备及扫描准备15-16
• 1.2.2 成像参数设置16
• 1.3 fMRI数据预处理16-19
• 1.3.1 FCD数据预处理16-17
• 1.3.2 功能连接数据的预处理17-19
• 1.4 静息态FCD的计算19-20
• 1.4.1 全脑体素相关系数的计算19
• 1.4.2 短程FCD的计算19
• 1.4.3 全局FCD的计算19-20
• 1.4.4 长程FCD的计算20
• 1.4.5 数据归一化和平滑20
• 1.5 静息态FCD的统计分析20
• 1.6 静息态功能连接强度的计算与统计分析20-21
• 1.6.1 基于ROI的功能连接强度的计算与统计分析20-21
• 1.6.2 基于脑功能网络的功能连接强度计算与统计分析21
• 1.7 灰质体积的计算与统计分析21-23
• 1.7.1 数据预处理21-22
• 1.7.2 灰质体积的提取与统计分析22-23
• 二、结果23-33
• 2.1 FCD的空间分布23-24
• 2.1.1 短程FCD的空间分布23
• 2.1.2 长程FCD的空间分布23-24
• 2.2 高度近视组和正常对照组FCD的组间差异24-27
• 2.2.1 短程FCD的组间差异24-25
• 2.2.2 长程FCD的组间差异25-27
• 2.3 组间差异脑区FCD值与高度近视裸眼视力之间的相关性27-28
• 2.4 长程FCD差异脑区之间的功能连接强度28-32
• 2.4.1 基于感兴趣区的功能连接强度28-29
• 2.4.2 相关脑功能网络的功能连接29-32
• 2.5 FCD差异脑区灰质体积的变化32-33
• 三、讨论33-37
• 3.1 视觉注意系统33-34
• 3.2 高度近视组FCD的变化34-35
• 3.2.1 后扣带/楔前叶FCD的变化34
• 3.2.2 颞下回长程FCD的变化34-35
• 3.2.3 缘上回和喙外侧前额皮层长程FCD的变化35
• 3.3 缘上回和喙外侧前额皮层及其所在脑功能网络间功能连接的变化35-36
• 3.4 高度近视组灰质体积的变化36
• 3.5 本研究的局限性36-37
• 结论37-38
• 参考文献38-44
• 综述44-60
• 综述参考文献56-60
• 致谢60-61
• 个人简历61

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本文编号：667971