颞叶癫痫中基于连接的伏隔核分区
发布时间：2020-10-29 21:09
大脑是人类身体各项功能的指挥中心,然而我们对大脑的了解却非常有限。早期大脑连接的研究主要是通过解剖和示踪的方式,但由于其入侵性并不适用于人的活体研究。弥散磁共振成像是唯一一项可以无创地在活体内追踪大脑白质纤维的影像技术。在弥散磁共振成像数据上使用概率追踪的方式可以得到的大脑连接信息,从而用来对脑区进行进一步的细分。功能磁共振成像同样作为一项非入侵的神经影像技术,常用于研究大脑的活动及功能网络连接。伏隔核在神经精神病学领域当中,是立体定向手术重要的目标区域。伏隔核,尤其是其壳部,被认为参与到癫痫当中。然而伏隔核内部确切的分区却并不明确,并且在颞叶癫痫中它每个子区的结构异常和连接变化也是未知。本文使用弥散概率追踪将伏隔核细分为与解剖上一致的核部和壳部,并分别分析了核部和壳部与癫痫疾病相关的异常。左颞叶癫痫和右颞叶癫痫组患者都在壳部发生了各向异性值的降低和径向扩散值的升高,但是在核部并没有发生显著的改变。因此我们的研究证实,伏隔核上由癫痫导致的神经元变性以及损伤主要发生在其壳部。另外,根据弥散概率追踪得到的伏隔核分区,我们进一步在功能磁共振数据上对其进行了功能的研究:研究了核部和壳部与全脑的网络连接;以及与16个感兴趣脑区同侧和跨半球的连接;同时研究了其核部和壳部连接网络与左右颞叶癫痫相关的改变。根据结果我们证实核部与壳部有着不同的全脑网络连接;我们发现核部与同侧脑区的连接与对侧基本一致,但是壳部的跨半球连接强于同侧连接;左颞叶癫痫对于伏隔核的影响主要集中的壳部,并且是呈现抑制状态;而右颞叶癫痫的对伏隔核连接的影响并无明显规律。据我们所知,本文为首次使用神经影像技术对癫痫与伏隔核不同子区之间的关系的系统研究。对癫痫立体定向手术在伏隔核壳部的定位具有重要的指导意义。并且为伏隔核分区结构上和功能上的网络连接系统地进行了基础性研究性工作。更重要的是,本文开创性地研究了伏隔核不用分区受到颞叶癫痫的不同的影响。对研究在癫痫与伏隔核子区扮演的不同角色上具有重要意义。
【学位单位】：南方医科大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R742.1
【部分图文】：
弥散磁共振成像（ｄｉｆｆｕｓｉｏｎｍａｇｎｅｔｉｃ?ｒｅｓｏｎａｎｃｅ?ｉｍａｇｉｎｇ，ｄＭＲＩ）技术是一项??非入侵的技术，通过探测生物组织中水分子弥散的方向和速度，无创地构建出脑??白质纤维的走势以及脑功能区之间的祌经交互网络信息。如图１－１，使用弥散张??量成像技术对脑白质的追踪，可以计算出大脑结构之间的连接强度以及大脑中??白质纤维的发育、连接异常，从而辅助临床进行诊断和治疗。弥散张量成像比传??统磁共振成像技术相提供了更加详细的解剖结构的细节信息，对评价组织结构??的完整性、病理改变的研宄有着重大意义。最重要的是，弥散张量成像是描绘活??体神经纤维走向唯一的一种无创的方法。??幽??图１－１脑白质纤维图与ＤＴＩ重建白质纤维图??Ｆｉｇ．?１－１?Ｒｅａｌ?ｆｉｂｅｒ?ｔｒａｃｔｓ?ａｎｄ?ＤＴＩ?ｃｏｍｐｕｔｅｄ?ｔｒａｃｔｓ??为了追踪大脑纤维走向，有不同的追踪算法被提出。其中主要有确定性追踪??２??
?博士学位论文???和概率追踪两种方法。在确定性追踪方法中，通过当前体素的张量信息获得主要??的纤维连接，得到确定的单一的纤维方向，再将不同体素中的纤维方向用一条曲??线相连。而概率追踪方法假设纤维的走形并不唯一，而是服从某种分布。对这种??分布进行估计，从而得到纤维沿某个方向的概率。所以概率追踪的结果反映了连??接的可信度。所以相对确定性追踪来说，概率追踪可以更好地解决纤维交叉的问??题，但同时也使得其计算也更加地复杂。??１．２．３功能磁共振成像研究大脑功能与连接??２０?世纪?９０?年代以来，功能磁共振成像（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｒｅｓｏｎａｎｃｅ?ｉｍａｇｉｎｇ，??ｆＭＲＩ）技术得到了高速地发展。使得获得人脑内结构上的白质纤维连接外，还??可以得到不同脑区间的功能连接，如图１－２。??
１．４．１伏隔核及其分区??伏隔核（ａｃｃｕｍｂｅｎｓｎｕｃｌｅｕｓ）位于基底核与边缘系统交界处，其纤维联系与??边缘系统较为密切（图１－３）。伏隔核主要接受前脑的传入纤维，包括内侧前额叶??皮质、海马、杏仁核和下丘脑等，同时接受脑桥区的投射纤维，包括腹侧被盖区、??脑桥网状结构以及背侧中缝等。伏隔核其与大脑复杂的纤维联系决定它功能的??多样性。大量的研究表明，伏隔核和对行为调控［１５］、性行为［１６］、厌恶与奖励［１２］??等有密切的关系。近些年，在关于焦虑和强迫行为、抑郁、成瘾以及癫痫等疾病??的深部脑刺激（ｄｅｅｐ?ｂｒａｉｎ?ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ，?ＤＢＳ）手术和新颖生物治疗法中，伏隔核??已经成为的重要目标区域［１７＿１９］。??根据细胞免疫组织化学以及纤维连接的情况，伏隔核可以分为腹内侧新月??形的壳部和围绕前联合的背外侧的核部（图１－３）。伏隔核的壳与核的传出纤维??投射到腹侧苍白球的腹内侧、延伸的杏仁核、外侧视交叉前区、脚内核、中脑腹??侧被盖区、外侧下丘脑、背内侧黑质致密部、脑桥中间网状结构和导水管周围灰??质。然而，伏隔核的核的纤维联系较少，它的传出纤维主要投射到腹侧，苍白球??的背外侧、脚内核、中脑腹侧被盖区的外侧部和黑质［１５］。??ｗ??图１－３伏隔核及其核部（红色）与壳部（蓝色）位置??Ｆｉｇ．?１－３?Ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ａｃｃｕｍｂｅｎｓ?ｎｕｃｌｅｕｓ?ａｎｄ?ｉｔｓ?ｃｏｒｅ?ａｎｄ?ｓｈｅ
【参考文献】
本文编号：2861453
【学位单位】：南方医科大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R742.1
【部分图文】：
弥散磁共振成像（ｄｉｆｆｕｓｉｏｎｍａｇｎｅｔｉｃ?ｒｅｓｏｎａｎｃｅ?ｉｍａｇｉｎｇ，ｄＭＲＩ）技术是一项??非入侵的技术，通过探测生物组织中水分子弥散的方向和速度，无创地构建出脑??白质纤维的走势以及脑功能区之间的祌经交互网络信息。如图１－１，使用弥散张??量成像技术对脑白质的追踪，可以计算出大脑结构之间的连接强度以及大脑中??白质纤维的发育、连接异常，从而辅助临床进行诊断和治疗。弥散张量成像比传??统磁共振成像技术相提供了更加详细的解剖结构的细节信息，对评价组织结构??的完整性、病理改变的研宄有着重大意义。最重要的是，弥散张量成像是描绘活??体神经纤维走向唯一的一种无创的方法。??幽??图１－１脑白质纤维图与ＤＴＩ重建白质纤维图??Ｆｉｇ．?１－１?Ｒｅａｌ?ｆｉｂｅｒ?ｔｒａｃｔｓ?ａｎｄ?ＤＴＩ?ｃｏｍｐｕｔｅｄ?ｔｒａｃｔｓ??为了追踪大脑纤维走向，有不同的追踪算法被提出。其中主要有确定性追踪??２??
?博士学位论文???和概率追踪两种方法。在确定性追踪方法中，通过当前体素的张量信息获得主要??的纤维连接，得到确定的单一的纤维方向，再将不同体素中的纤维方向用一条曲??线相连。而概率追踪方法假设纤维的走形并不唯一，而是服从某种分布。对这种??分布进行估计，从而得到纤维沿某个方向的概率。所以概率追踪的结果反映了连??接的可信度。所以相对确定性追踪来说，概率追踪可以更好地解决纤维交叉的问??题，但同时也使得其计算也更加地复杂。??１．２．３功能磁共振成像研究大脑功能与连接??２０?世纪?９０?年代以来，功能磁共振成像（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｒｅｓｏｎａｎｃｅ?ｉｍａｇｉｎｇ，??ｆＭＲＩ）技术得到了高速地发展。使得获得人脑内结构上的白质纤维连接外，还??可以得到不同脑区间的功能连接，如图１－２。??
１．４．１伏隔核及其分区??伏隔核（ａｃｃｕｍｂｅｎｓｎｕｃｌｅｕｓ）位于基底核与边缘系统交界处，其纤维联系与??边缘系统较为密切（图１－３）。伏隔核主要接受前脑的传入纤维，包括内侧前额叶??皮质、海马、杏仁核和下丘脑等，同时接受脑桥区的投射纤维，包括腹侧被盖区、??脑桥网状结构以及背侧中缝等。伏隔核其与大脑复杂的纤维联系决定它功能的??多样性。大量的研究表明，伏隔核和对行为调控［１５］、性行为［１６］、厌恶与奖励［１２］??等有密切的关系。近些年，在关于焦虑和强迫行为、抑郁、成瘾以及癫痫等疾病??的深部脑刺激（ｄｅｅｐ?ｂｒａｉｎ?ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ，?ＤＢＳ）手术和新颖生物治疗法中，伏隔核??已经成为的重要目标区域［１７＿１９］。??根据细胞免疫组织化学以及纤维连接的情况，伏隔核可以分为腹内侧新月??形的壳部和围绕前联合的背外侧的核部（图１－３）。伏隔核的壳与核的传出纤维??投射到腹侧苍白球的腹内侧、延伸的杏仁核、外侧视交叉前区、脚内核、中脑腹??侧被盖区、外侧下丘脑、背内侧黑质致密部、脑桥中间网状结构和导水管周围灰??质。然而，伏隔核的核的纤维联系较少，它的传出纤维主要投射到腹侧，苍白球??的背外侧、脚内核、中脑腹侧被盖区的外侧部和黑质［１５］。??ｗ??图１－３伏隔核及其核部（红色）与壳部（蓝色）位置??Ｆｉｇ．?１－３?Ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ａｃｃｕｍｂｅｎｓ?ｎｕｃｌｅｕｓ?ａｎｄ?ｉｔｓ?ｃｏｒｅ?ａｎｄ?ｓｈｅ
【参考文献】
相关期刊论文 前1条
1 罗军锋;锁志海;;一种基于密度的k-means聚类算法[J];微电子学与计算机;2014年10期
相关硕士学位论文 前1条
1 段明秀;层次聚类算法的研究及应用[D];中南大学;2009年
本文编号：2861453
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