慢性丘腦梗死軀體感覺障礙患者腦結(jié)構(gòu)損害和功能重構(gòu)的MRI研究.pdf

1、第一部分：慢性丘腦梗死軀體感覺障礙患者腦結(jié)構(gòu)損害的MRI研究
　　目的：分析慢性丘腦梗死患者丘腦與初級(jí)軀體感覺皮層（primary somatosensory cortex，S1）之間結(jié)構(gòu)連接和全腦皮層體積改變情況，以及與軀體感覺功能障礙之間的關(guān)系，旨在探討慢性丘腦梗死患者感覺功能障礙的神經(jīng)影像機(jī)制。
　　方法：選取31例慢性丘腦梗死患者（梗死組）和31例性別、年齡匹配的正常健康志愿者（對(duì)照組），對(duì)所有受試者的軀體感覺功能、

2、運(yùn)動(dòng)功能及日常生活能力等方面進(jìn)行評(píng)估，并進(jìn)行MRI全腦高分辨率解剖成像和擴(kuò)散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）掃描。隨后進(jìn)行以下數(shù)據(jù)處理和分析：（1）采用確定性追蹤的方法對(duì)患側(cè)丘腦與S1、健側(cè)丘腦與 S1進(jìn)行纖維追蹤，并計(jì)算纖維數(shù)量、各向異性分?jǐn)?shù)（fractional anisotropy，F(xiàn)A）、平均擴(kuò)散系數(shù)（mean diffusivity，MD）、縱向擴(kuò)散率（axial diffusivity，λ

3、‖）和橫向擴(kuò)散率（radial diffusivity，λ⊥）。采用一般線性模型對(duì)兩組的纖維數(shù)量、FA、MD、λ‖和λ⊥值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。（2）全腦皮層重建及皮層體積的預(yù)處理采用 Freesuefer V5.3軟件，其統(tǒng)計(jì)分析采用一般線性模型比較兩組間的差異，cluster水平FWE校正，P＜0.05具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。（3）應(yīng)用中介分析法對(duì)病灶側(cè)丘腦與S1間纖維束的FA值、S1體積和軀體感覺功能評(píng)分三者之間的關(guān)系進(jìn)行研究。
　　結(jié)果：

4、（1）與對(duì)照組比較，梗死組患側(cè)丘腦與 S1間纖維的數(shù)量（F=21.911，P＜0.001）、FA值（F=18.634，P＜0.001）顯著低于對(duì)照組，且FA值與軀體感覺功能有關(guān)（r=0.460，P=0.012）；梗死組患側(cè)丘腦-S1纖維束的MD值（F=18.673，P＜0.001）、λ‖（F=14.356，P＜0.001）和λ⊥（F=16.985，P＜0.001）顯著高于對(duì)照組。（2）梗死組健側(cè)丘腦與S1間纖維的數(shù)量（F=0.062，P

5、=0.804）、FA值（F=0.079，P=0.779）、MD值（F=0.100，P=0.753）、λ‖（F=0.227，P=0.636）和λ⊥（F=0.432，P=0.513）與對(duì)照組無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。（3）與對(duì)照組比較，梗死組的 S1（T=5.401，cluster size=330mm2）、中央溝及 M1（T=3.909;，cluster size=247mm2）、緣上回（T=4.002，cluster size=531mm2）體積顯

6、著降低，且S1體積與軀體感覺功能評(píng)分呈正相關(guān)（r=0.375，P=0.049）；（4）梗死組萎縮的S1體積可部分中介患側(cè)丘腦-S1纖維束FA值與軀體感覺功能之間的關(guān)系，中介效應(yīng)占總效應(yīng)的比例為23.846%。
　　結(jié)論：慢性丘腦梗死患者出現(xiàn)軀體感覺功能減退可能是由于丘腦與S1間的纖維連接受損及與之相連的S1體積降低所致。
　　第二部分：慢性丘腦梗死軀體感覺障礙患者腦功能連接的靜息態(tài)fMRI研究
　　目的：采用種子點(diǎn)靜息

7、態(tài)功能連接方法及獨(dú)立成分分析（independent component analysis，ICA）方法，分析慢性丘腦梗死患者感覺運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部以及丘腦與全腦靜息態(tài)功能連接的改變，闡明慢性丘腦梗死患者功能連接改變特點(diǎn)及與軀體感覺障礙的關(guān)系，進(jìn)而揭示軀體感覺功能恢復(fù)的神經(jīng)機(jī)制。
　　方法：選取31例慢性丘腦梗死患者（梗死組）和31例性別、年齡匹配的正常健康志愿者（對(duì)照組），對(duì)所有受試者的軀體感覺功能、運(yùn)動(dòng)功能及日常生活能力等方面進(jìn)行評(píng)

8、估，并進(jìn)行MRI全腦高分辨率解剖成像和靜息態(tài)fMRI掃描。隨后進(jìn)行以下數(shù)據(jù)處理和分析：（1）靜息態(tài)fMRI數(shù)據(jù)預(yù)處理采用基于Matlab平臺(tái)的SPM8和DPARSF軟件。（2）ICA采用 GIFT軟件，并提取出感覺運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)（sensory motor network，SMN）。（3）分別以左側(cè)（或患側(cè)）和右側(cè)（或健側(cè)）丘腦作為種子點(diǎn)進(jìn)行全腦功能連接分析。（4）比較梗死組和對(duì)照組丘腦與全腦功能連接、感覺運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部功能連接的差異采用一般線

9、性模型，將性別、年齡及全腦體積作為協(xié)變量，單體素閾值取 P＜0.001，多重比較校正采用cluster水平FWE校正。（5）提取出上述組間分析具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的腦區(qū)作為感興趣區(qū)，與軀體感覺評(píng)分進(jìn)行偏相關(guān)分析，以年齡、性別及全腦體積作為協(xié)變量。
　　結(jié)果：（1）與對(duì)照組比較，梗死組SMN內(nèi)部功能連接顯著增強(qiáng)的腦區(qū)有：患側(cè)輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)（T=4.658，體素=46）；功能連接減弱的腦區(qū)有：患側(cè)中央后回和頂上小葉（T=4.581，體素=171

10、）。（2）梗死組患側(cè)輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)功能連接值與軀體感覺功能評(píng)分呈正相關(guān)（r=0.426，P=0.027）。（3）以左側(cè)（患側(cè)）丘腦為種子點(diǎn)，梗死組在下列腦區(qū)功能連接較對(duì)照組增強(qiáng)：患側(cè)初級(jí)感覺皮層和初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層（T=4.479，體素=273）、健側(cè)初級(jí)感覺皮層和初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層（T=4.386，體素=1131）、枕中回和枕下回（T=4.832，體素=787）。（4）以右側(cè)（健側(cè)）丘腦為種子點(diǎn)，梗死組在下列腦區(qū)功能連接較對(duì)照組增強(qiáng)：患側(cè)初級(jí)感覺皮層

11、和初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層（T=4.108，體素=708）、健側(cè)初級(jí)感覺皮層和初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層（T=5.177，體素=2947）、健側(cè)顳中回（T=5.213，體素=614）。（5）患側(cè)丘腦與患側(cè)初級(jí)感覺運(yùn)動(dòng)皮層功能連接值與軀體感覺功能評(píng)分呈正相關(guān)（r=0.371，P=0.048）；健側(cè)丘腦與患側(cè)初級(jí)感覺運(yùn)動(dòng)皮層功能連接值與軀體感覺功能評(píng)分呈正相關(guān)（r=0.396，P=0.041）。
　　結(jié)論：慢性丘腦梗死患者軀體感覺功能減退可能與SMN內(nèi)部患側(cè)S

12、1區(qū)功能連接減弱有關(guān)，而其患側(cè)輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)功能連接增加，可能反映了功能的重構(gòu)。此外，患者雙側(cè)S1與丘腦功能連接增強(qiáng)可能也發(fā)揮了功能代償作用。
　　第三部分：慢性丘腦梗死患者初級(jí)感覺皮層結(jié)構(gòu)損害與功能重構(gòu)的關(guān)系
　　目的：分析慢性丘腦梗死患者患側(cè)丘腦-初級(jí)感覺皮層（primary sensory cortex，S1）結(jié)構(gòu)連接、S1-S1結(jié)構(gòu)連接、患側(cè)丘腦-S1功能連接、S1-S1功能連接改變，以及它們之間的相互關(guān)系。旨在進(jìn)一步探

13、討慢性丘腦梗死患者軀體感覺障礙發(fā)生的原因和功能重構(gòu)的方式，以及結(jié)構(gòu)連接損害和功能重構(gòu)的關(guān)系。
　　方法：選取31例慢性丘腦梗死患者（梗死組）和31例性別、年齡匹配的正常健康志愿者（對(duì)照組），對(duì)所有被試的軀體感覺功能、運(yùn)動(dòng)功能及日常生活能力等方面進(jìn)行評(píng)估，并進(jìn)行MRI全腦高分辨率解剖成像、DTI和靜息態(tài)fMRI掃描。隨后進(jìn)行以下數(shù)據(jù)處理和分析：（1） DTI數(shù)據(jù)預(yù)處理采用基于Linux平臺(tái)的FSL5.1軟件包；靜息態(tài)fMRI數(shù)據(jù)預(yù)處

14、理采用基于Matlab平臺(tái)的SPM8和DPARSF軟件。（2）采用確定性追蹤的方法對(duì)患側(cè)丘腦與S1區(qū)，雙側(cè)S1區(qū)進(jìn)行纖維追蹤，并計(jì)算各纖維束的FA值。兩組纖維束的FA值比較采用一般線性模型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，將性別、年齡和全腦體積作為協(xié)變量。（3）患側(cè)丘腦-S1、S1-S1功能連接采用REST軟件進(jìn)行計(jì)算，并提取出所有受試者的功能連接值。采用一般線性模型比較兩組患側(cè)丘腦-S1、S1-S1功能連接值的差異，性別、年齡及全腦體積作為協(xié)變量。（4）

15、梗死組分別做下列偏相關(guān)分析：患側(cè)丘腦-S1纖維束FA值與S1-S1纖維束FA值、患側(cè)丘腦-S1纖維束FA值與患側(cè)丘腦-S1功能連接值、患側(cè)丘腦-S1纖維束FA值與S1-S1功能連接值、S1-S1纖維束FA值與S1-S1功能連接值之間。
　　結(jié)果：（1）梗死組患側(cè)丘腦-S1纖維束（F=18.634，P＜0.001）、S1-S1纖維束（F=36.226，P＜0.001）FA值較對(duì)照組顯著降低。（2）梗死組患側(cè)丘腦-S1功能連接值（F=

16、7.888，P=0.007）、S1-S1功能連接值（F=23.930，P＜0.001）顯著高于對(duì)照組。（3）梗死組患側(cè)丘腦-S1纖維束FA值與S1-S1纖維束FA值呈正相關(guān)（r=0.466，P=0.012）；患側(cè)丘腦-S1纖維束 FA值與 S1-S1功能連接值呈負(fù)相關(guān)（r=-0.388，P=0.041）；S1-S1纖維束FA值與S1-S1功能連接值呈負(fù)相關(guān)（r=-0.554，P=0.002）。
　　結(jié)論：慢性丘腦梗死患者出現(xiàn)軀體感