基于静息态磁共振的肌萎缩侧索硬化患者脑功能的研究

摘要

肌萎缩侧索硬化症（ALS）是一种累及上下运动神经元及其支配的躯干、四肢和头面部肌肉的一种慢性进行性神经退化疾病。临床一般表现为由下肢感觉障碍开始发展到上肢、躯干等。全身肌肉逐渐萎缩，导致运动功能越来越退化，最后会导致呼吸衰竭、肺炎、心律失常等而死亡。虽然ALS患者运动功能障碍已经得到广泛认可，但越来越多研究表明，ALS患者还会伴有认知障碍。ALS病理机制仍不明确，目前仍没有治疗ALS的有效方法。
　　现代医学影像技术的发展，尤其是静息态功能磁共振（resting state fMRI）为我们研究ALS病理机制提供了新的手段。以往resting state fMRI研究主要采用基于感兴趣区或是网络来探究ALS的病理生理特征，过度依赖于先验信息而忽略了从全脑角度来探究和疾病相关的脑功能异常信息。本论文主要将基于体素的比率低频振荡振幅（fALFF）和全局功能网络中心节点（hub）分析技术应用于ALS中，从全脑角度的局部比率能量特征和全局功能连接特征两方面探究 ALS的病理机制。主要内容为：
　　1，基于静息态功能磁共振成像技术，结合基于体素的不同低频频段（slow-5和slow-4）的比率低频振荡振幅方法，研究了ALS患者在不同频段中局部能量的变化。在slow-5频段，发现相对于正常被试，ALS患者的fALFF在右侧额中回升高，在左侧枕中回降低。在slow-4频段，发现相对于正常被试，ALS患者的fALFF在右侧尾状核，左侧额上回，右侧前扣带等区域升高，在右侧枕下回，双侧枕中回等区域降低。同时，在 slow-4频段，ALS患者的左侧额上回的fALFF值与其ALSFRS-R量表分数有显著负相关。我们断定ALS患者fALFF异常是广泛的，而且是具有频率依赖性的。
　　2，基于静息态功能磁共振成像技术，结合基于体素的功能连接强度（FCS）来研究全脑功能网络中心节点在ALS患者中的异常。在两组被试中，如果脑区的FCS显著高于平均 FCS，我们就认为该区域为功能网络中心节点。研究发现，两组人中心节点分布相似，均是双侧楔前叶，顶叶，前额叶以及一些颞叶和枕叶区域。在这些中心节点区域中，跟正常被试相比，ALS患者的FCS在前额叶区域显著升高。除此之外，患者FCS值显著异常的脑区与其临床量表存在显著相关性。可见，ALS患者前额叶节点功能异常可能解释了病人高级认知功能异常症状，为我们提供了新的方法来理解ALS病理学机制。

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第一章 绪论

1.1 肌萎缩侧索硬化症概述

1.2 静息态fMRI概述

1.3 论文所要解决的问题

1.4 本论文的研究内容和结构安排

第二章 肌萎缩侧索硬化症的低频振荡频率依赖性研究

2.1 前言

2.2 数据获取与分析

2.3 数据结果

2.4 讨论

2.5 本章小结

第三章 肌萎缩侧索硬化症的功能网络中心节点的研究

3.1 前言

3.2 数据获取与分析

3.3 数据结果

3.4 讨论

3.5 本章小结

第四章 总结和展望

4.1 全文总结

4.2 工作展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果

附录 中英文缩略词表