BOLD-fMRI成像：被动运动脑激活模式与SCI区脑梗死后运动功能恢复的相关性研究

摘要

本研究分为三部分：
　　第一部分：健康成年人手指主动与被动运动脑功能激活区的一致性研究
　　目的：
　　运用BOLD-fMRI技术探讨健康成人在手指主动与被动FE任务下相关脑运动功能区激活的特点及模式，为研究脑卒中后因重度偏瘫而不能执行主动任务患者颅内功能损伤及重组信息提供方法及依据。
　　方法：选取临床招募的15名健康成人志愿者作为研究对象，分别选择左右手主动、被动手指屈伸(FE,fingerextension）任务作为刺激模式，并以双侧SMC区、SMA区及小脑为感兴趣区，利用SPM8及Xjview软件进行数据处理及分析，统计不同运动任务下各感兴趣区最强激活体素的T值及其坐标、激活体素值和激活体积。
　　结果：手指主动与被动FE任务下，健康成人脑感兴趣区激活模式大致相同，主要以对侧感觉运动区(cSMC区)、双侧辅助运动区（SMA区）及同侧小脑为主，其激活的体素值和激活体积均较大。
　　结论：手指主动和被动FE任务下的皮层主要功能区激活模式相似，提示可用被动FE任务作为不能执行主动任务的重度偏瘫患者的替代任务。
　　第二部分：早期BOLD-fMRI成像:被动运动与SCI区脑梗死后运动功能恢复的相关性研究
　　目的:研究纹状体内囊区脑梗死所致完全单侧上肢瘫患者早期被动手指屈伸(FE，fingerextension）任务时颅内fMRI成像的特点及其与患者运动功能恢复的关联性。
　　方法:共选取17例初次发病的纹状体内囊区急性脑梗死伴单侧严重上肢运动功能障碍患者作为研究对象，并选取15例健康自愿者作为对照组。于发病后1周内对患者执行偏瘫侧手指被动FE任务下BOLD-fMRI扫描，观察分析双侧感觉运动区（SMC）、辅助运动区（SMA）激活情况。于fMRI扫描前、发病1个月时及发病3个月时采用FMA上肢运动功能评分量表对入选患者上肢运动功能进行评定。
　　结果:
　　对照组fMRI成像显示主要激活区位于对侧SMC区及双侧SMA区。根据入选患者早期fMRI成像感兴趣区激活特点可分为三种类型：Ⅰ型以患侧为主，双侧SMC区及SMA区激活；Ⅱ型单纯患侧SMC区及SMA区激活；Ⅲ型仅患侧SMC区或M1区激活。发病1周内Ⅰ型、Ⅱ型及Ⅲ型患者FM-UL评分分别为10.0±3.3分、10.6±5.7分及9.2±4.0分，组间差异均无统计学意义（P>0.05）；发病1个月后Ⅰ型、Ⅱ型及Ⅲ型患者FM-UL评分分别为52.3±4.6分、36.6±2.4分及12.5±3.0分,组间差异均具有统计学意义（P<0.05）；发病3个月后，Ⅰ型与Ⅱ型患者FM-UL评分分别为63.7±2.9分、59.2±3.1分，组间差异无统计学意义（P>0.05），但二者显著高于Ⅲ型患者FM-UL评分（13.3±5.0分）（P<0.01）。
　　结论:纹状体内囊区脑梗死早期患肢被动运动时存在多种皮层激活模式，不同的激活模式与患者的临床预后存在相关性。
　　第三部分：多时态功能磁共振在SCI区梗死后上肢运动功能恢复中的研究价值
　　目的：运用Bold-fMRI技术研究纹状体内囊区脑梗死后皮层功能重组的动态变化过程及其与偏瘫上肢运动功能恢复的相关性,尝试建立特定部位脑梗死患者颅内功能重组的动态模型。
　　方法：共选取17例初次发病的纹状体内囊区脑梗死伴单侧严重上肢瘫患者作为研究对象，并选取15例健康自愿者作为对照组。于发病1周内、1个月及3个月时行偏瘫侧手指被动FE任务下Bold-fMRI成像，通过SPM8软件观察不同时期脑功能区激活情况。通过Xjview软件对Bold-fMRI相应脑激活区激活进行观察并同标准脑激活区行动态比较。采用简化Fugl-Meyer评分上肢部分(FM-UL)对入选患者患侧上肢运动功能进行跟踪评定。
　　结果：对照组被动FE任务下fMRI成像显示主要脑激活区位于对侧SMC区及双侧SMA区。根据患者早期Bold-fMRI成像感兴趣区激活特点可分为3种类型：Ⅰ型以患侧为主，双侧SMC区及SMA区激活，1个月及3个月时健侧SMC区激活逐渐减少，患侧SMC区激活逐渐增强；Ⅱ型单纯患侧SMC区及SMA区激活，1个月时表现为以健侧为主双侧SMC区及SMA区明显激活，3个月时患侧SMC区激活进一步增强，健侧减弱；Ⅲ型患侧SMC区或M1区激活，1个月时患侧SMC区激活轻度增加，3个月时患侧SMC区激活进一步增强，并同标准脑激活区大致相同，SMA区未见激活表现。发病初期Ⅰ型、Ⅱ型及Ⅲ型患者上肢FM评分分别为10.0±3.3分、10.6±5.7分及9.2±4.0分，组间差异均无统计学意义（P>0.05）；发病1个月后Ⅰ型、Ⅱ型及Ⅲ型患者上肢FM评分分别为52.3±4.6分、36.6±2.4分及12.5±3.0分,组间差异均具有统计学意义（P<0.05）；发病3个月后Ⅰ型与Ⅱ型患者上肢FM评分分别为63.7±2.9分、59.2±3.1分，组间差异无统计学意义（P>0.05），且均明显高于Ⅲ型患者上肢FM-UL评分（13.3±5.0）（P<0.01）。
　　结论：颅内功能重组是一个动态的过程，患侧SMC区的早期激活不能预测临床预后，但其过度激活有利于患者临床康复。健侧半球SMC区及双侧SMA区的早期激活在卒中康复进程中具有重要的意义，健侧半球SMC区的激活时程与患者运动功能恢复的速度相关。

目录

声明

前言

参考文献

第一部分：健康成年人手指主动与被动运动时脑功能激活区的一致性研究

一、材料和方法

二、ROI选择的目的和意义

三、结果

四、讨论

五、结论

参考文献

第二部分：早期BOLD-fMRI成像：被动运动与SCI区脑梗死后运动功能恢复的相关性研究

一、材料与方法

二、任务设计及临床评估

三、fMRI图像采集

四、统计学分析

五、结果

六、讨论

七、结论

参考文献

第三部分：多时态功能磁共振在SCI区梗死后上肢运动功能恢复中的研究价值

一、材料和方法

二、任务设计及临床评估

三、BOLD-fMRI图像采集

四、统计学分析

五、结果

六、讨论

七、结论与不足

参考文献

全文结论

综述: 特定脑功能区在脑卒中后运动功能恢复中作用的功能磁共振成像研究

缩略词表

简化上肢Fugl-Meyer运动功能评分法

攻读学位期间公开发表的论文

致谢