功能磁共振成像在语言区定位及其临床应用中的研究

摘要

第一部分：BOLD-fMRI在正常人语言区定位中的应用研究　　目的：探讨不同语言任务下正常人语言区分布特点，筛选适合临床应用的最佳语言任务模式。材料与方法：选择20名右利手健康志愿者(男女各10名，平均年龄41.3岁)，执行图片命名、语义联想及动词产生三种语言任务时，行血氧水平依赖功能磁共振成像(BOILD-fMRI)。应用SPM8软件，对所得原始图像数据进行后处理，生成三种语言任务的脑激活区。比较三种语言任务下Broea区激活体素，应用独立样本t检验，进行两两比较。根据公式LI=(L-R)/(L+R)，比较三种语言任务下偏侧化指数(LI)。结果：图片命名任务下主要激活脑区：双侧额下回，双侧额中回，左侧前额叶，双侧颞上回，双侧岛叶，双侧前运动区，辅助运动区。语义联想任务下主要激活脑区：双侧额下回(左侧为著)，双侧颞上回，左侧岛叶，双侧前运动区(左侧为著)，辅助运动区。动词产生任务下主要激活脑区：左侧额下回，双侧额中回，左侧前额叶，左侧颞上回，左侧岛叶，左侧顶下小叶，辅助运动区。语义联想任务下，Broca区激活体素均显著高于及动词产生(P<0.05)及图片命名任务(P<0.05)。以Broca区为感兴趣区，图片命名、语义联想及动词产生任务L1分别为0.05、0.79及1。结论：三种语言任务均可以对正常人语言区进行有效显示，以语义联想任务激活Broca区效果最好。语义联想及动词产生任务均表现为左侧半球优势。　　第二部分：正常人语言区的静息态功能连接研究　　目的：研究静息态fMRI定位正常人语言区的可行性，并与任务态fMRI进行比较，探讨其定位的准确性。材料和方法：选择20名右利手健康志愿者(同第一部分)，均行静息态及任务态fMRI扫描。应用种子点法及独立成分分析(ICA)两种方法，采用RESTv1.3及GIFTv1.3软件对静息态fMRI数据进行后处理。选择Broca区(左侧BA44、左侧BA45)及其对侧镜像区(右侧BA44、右侧BA45)共4个种子点，与全脑其它体素进行相关分析，获得与各个种子点相关的功能连接脑区。ICA法应用空间独立成分相关分析方法(sICA)提取语言成分。以任务态fMRI激活的Broca区为标准，比较种子点法及ICA法对Broca区显示情况；应用SPSS16.0软件，采用卡方检验，对不同方法的显示率进行比较。结果：4个种子点与Broca区及其对侧镜像区之间均存在功能连接，均可以清晰显示Broca区。以左侧BA45为种子点，Broca区显示体素明显高于其对侧镜像区。ICA法可以清晰显示Broca区及其对侧镜像区。与任务态fMRI所显示Broca区位置相比较，应用右侧BA44、右侧BA45为种子点及ICA法对Broca区进行显示，其显示率分别为70％、85％、90％，三种方法差别无统计学意义(P>0.05)。结论：应用静息态fMRI显示正常人Broca区是可行的。种子点法及ICA法均可以对Broca区进行有效显示。ICA法不需要相关种子点的选择，是一种实用性较高的数据后处理方法。　　第三部分：Broca区及周围脑肿瘤术前语言区定位的静息态fMRI研究　　目的：探讨静息态fMRI术前定位脑肿瘤患者语言区的可行性及有效性。材料与方法：选择Broca区及周围脑肿瘤患者34人，均行任务态fMRI及静息态fMRI，其中3例行术中皮层电刺激(ESM)。以任务态fMRI激活的病灶周围语言区为标准，比较种子点法(右侧Broca区为种子点)及ICA法对其显示情况，并与ESM进行对照。应用SPM8、RESTv1.3、GIFTv1.3软件对数据进行后处理。结果：34例患者，28例任务态fMRI激活图像质量较好。17例出现病灶周围及右侧Broca区激活，6例仅出现病灶周围区域激活，2例仅出现右侧Broca区激活，3例出现病灶内部激活伴病灶周围或右侧Broca区激活。28例激活图像质量较好患者，以任务态fMRI激活的病灶周围语言区为标准，种子点法及ICA法的显示率分别为85.71％(24/28)、92.86％(26/28)；二者差别无统计学意义(卡方检验，P>0.05)；6例激活图像质量较差患者，任务态fMRI无法对语言区进行显示，而应用种子点法及ICA法则均可以得到语言区的功能连接；种子点法及ICA法相结合，静息态fMRI中患者语言区显示率可达100％。3例患者行ESM，发现任务态fMRI、静息态fMRI与ESM具有较高一致性。结论：静息态fMRI应用于脑肿瘤患者术前语言区定位是可行的，为无法完成任务态fMRI的患者提供了一种实用性较高的新方法。