原发性开角型青光眼患者静息态脑功能改变的研究

发布时间：2018-02-16 21:19

本文关键词： 原发性开角型青光眼静息态脑自发活动局部一致性原发性开角型青光眼静息态功能连接　出处：《华中科技大学》2014年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：研究背景青光眼是一组以进行性视网膜神经节细胞及其轴突丢失为特征的不可逆性视神经病变,临床表现为视神经萎缩和视野缺损,是世界第一位不可逆性致盲眼病。原发性开角型青光眼(Primary open angle glaucoma, POAG)是最常见的青光眼类型。据推算,到2020年全球POAG发病将占原发性青光眼3/4,人数将接近6000万人,已成为全球性的公共卫生问题。虽然目前发现,开角型青光眼的危险因素包括高眼压、青光眼的家族史、年龄超过60岁等,但是对于青光眼的发病及其病理损伤机制仍不十分清楚。眼压升高作为青光眼最主要的危险因素,研究发现眼压越高越容易出现青光眼样损伤,且青光眼样损伤的进展速度在一定范围内随着眼压降低而逐渐减缓,因此降眼压也是临床上唯一确定的青光眼治疗方法。目前认为局部因素如近小管小梁网组织的发育和结构异常,会导致房水经典外流途径的阻力增加,从而眼压升高。然而,眼压维持在正常范围内波动作为生理稳态的一部分,是否也受到神经系统的调控呢?研究发现眼压升高时可以在三叉神经节分支睫状神经可记录到电活动。而切除三叉神经节或者交感神经节时,眼压下降。刺激下丘脑的腹内侧核或者室旁核会引起房水生成增加,房水流畅系数下降,导致眼压升高；若同时刺激蓝斑核,虽然房水生成仍增加,但是房水流畅系数也明显增加,因此眼压回到基线水平。文献报道杏仁核和海马也与眼压变化和调节有关。这些核团或脑区都有一个功能特点,即他们均与自主神经的调控有关,属于中枢自主神经调控网络的一部分。有趣的是,POAG患者往往伴随着自主神经系统的异常反应：1)瞳孔的交感/副交感神经去神经过敏现象。当给予2.5%醋甲胆碱点眼后,瞳孔收缩较健康对照者明显增强。而给予0.5%盐酸去甲肾上腺素点眼后,则出现瞳孔的高反应性散大；2)中枢神经系统对外界温热刺激出现异常的高反应性。POAG患者手指接受40℃左右的温水刺激时会出现舒张压、眼部平均灌注压升高和心率增加,而正常对照者无显著的生命体征的变化。而当手指接受4℃左右的冷水刺激的时候,还出现颞侧视神经区域和视网膜的血流下降；3)POAG患者的昼夜心率变异度和舒张压变异度均下降,且血清ET-1水平下降；4)压迫颈动脉窦时,POAG患者心率与血压调节反应较正常人减弱。这些证据都强烈提示我们,中枢多个脑区或核团共同参与了眼压的调控,构成了一个多级控制的复杂网络,而这个网络可能与自主神经调控有关。功能磁共振成像技术(functional Magnetic Resonance Imaging,fMRI)可以通过脑血流改变导致的磁场变化对脑功能进行成像。静息功能磁共振(resting-state functional Magnetic Resonance Imaging,rs-fMRI)更能探索静息状态下维持基本生命活动时脑的基础活动特性,是目前研究脑功能网络和探索脑功能异常相关疾病的最理想方法。本项目使用功能磁共振技术,并通过局部一致性(Regional homogeneity, ReHo)和功能连接(Functional connectivity, FC)两种分析方法探索POAG患者的脑功能改变涉及的脑区,并寻找这些脑功能改变可能的临床意义。第一部分目的：本项目的主要目标是通过基于血氧水平依赖(Blood oxygen level dependent, BOLD)原理的非任务依赖性功能磁共振技术,采用局部一致性(Regional Homogeneity, ReHo)分析方法,寻找POAG患者与正常人静息状态下自发脑活动的差异,并探索这些脑自发活动差异的可能意义。材料和方法：最终符合纳入标准并入选的39例POAG患者(平均年龄34.82±9.90,其中男性、女性分别为32例和7例)及41例年龄、性别相匹配的正常对照者(平均年龄34.83±9.65,其中男性、女性分别为33例和8例),分别构成青光眼组和正常对照组。磁共振图像通过GE公司3T-MR扫描仪采集,获得BOLD数据和3D BRAVO数据。数据后处理分别通过MATLAB平台的DPARSF软件、SPM软件进行数据转换、校正、标准化、去线性漂移和滤波后使用数据驱动的Voxel-wise局部一致性分析方法分析脑自发活动情况。比较POAG组与正常对照组的脑自发活动变化,寻找有显著性差异的脑区,并分析其与青光眼严重程度及眼压的关系。结果：(1)POAG组与正常对照组比较,右侧前扣带皮质、双侧额中央回、双侧额上回以及右侧小脑前叶的脑自发活动增高,双侧距状沟、双侧楔前叶、双侧中央前/后回、左侧顶下叶以及左侧小脑后叶的脑自发活动降低。(2)青光眼组中,楔前叶与视野损伤的MD值呈负相关(r=-0.400,p=0.012)。(3)青光眼组中额上回、左侧顶下叶和左侧距状沟的ReHo值均与年龄呈负相关,相关系数分别为-0.323、-0.362和-0.357,而正常对照组无此相关性。结论：POAG患者与正常人相比,存在多脑区的脑自发活动差异。POAG加速了脑自发活动随年龄减弱的现象。第二部分目的：由于默认网络(default mode network, DMN)是目前研究的最多也是最确切的静息态神经功能网络,其包含了自主神经调控的重要核团。本项目的主要目标是采用功能连接(functional connectivity, FC)分析方法寻找POAG患者与正常人静息状态下默认网络相关核团之间的功能连接变化,并探索其与眼压的关系。材料和方法：最终符合纳入标准并入选的21例POAG患者(平均年龄37.90±11.32,其中男性、女性分别为16例和5例)及21例年龄、性别相匹配的正常对照者(平均年龄37.67±11.83,其中男性、女性分别为15例和6例),分别构成青光眼组和正常对照组。磁共振数据后处理分别通过MATLAB平台的DPARSF软件、SPM软件进行FC分析。寻找POAG组与正常对照组寻找默认网络相关核团之间的功能连接的差异,并分析其与青光眼严重程度及眼压的相关性。结果：(1)POAG组与正常对照组比较,左侧前内侧前额叶皮质与左侧后扣带皮质间的正连接显著减弱(t=2.768,p=0.009*)；左侧后扣带皮质与双侧背内侧前额叶皮质间的正连接也显著减弱(t=2.237,p=0.031*)；双侧腹内侧前额叶与左侧海马旁皮质间正连接显著减弱(--2.439,p=0.019‘)。其他默认网络节点间的功能连接无显著差异。(2)POAG组内相关性分析发现,左侧前内侧前额叶皮质与双侧背内侧前额叶皮质间的功能连接强度与眼压呈负相关(r=-0.46,p=0.036*)；全部受试者相关性分析发现,左侧前内侧前额叶皮质与双侧背内侧前额叶皮质间的功能连接强度与眼压呈负相关(r-=0.348,p=0.024*)。左侧前内侧前额叶皮质与双侧腹部内侧前额叶皮质之间的功能连接与眼压呈负相关(r=-0.441, p=0.045*)。(3) POAG组内相关性分析发现,双侧背内侧前额叶皮质与左侧颞顶交界区间的功能连接与累积视野缺损呈负相关(r-=-0.491,p=0.024*)。结论：静息状态下,POAG患者默认网络重要核团间功能连接与正常人存在差异。左侧前内侧前额叶皮质与双侧背内侧前额叶皮质间的功能连接强度可能与眼压调控有关。
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【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R775.2

【共引文献】