研究背景及意义 在日常生活中，手部运动与生活质量密切相关。而脑部病变如涉及相关运动脑区，导致运动功能障碍，则会明显降低生活质量。在脑部病变的诊疗过程中，用各种方法检测脑部运动相关功能区以降低术后致残率，并监测康复情况，具有非常重要的意义。 功能成像具有多种形式，FMRI-BOLD(functionalmagneticresonanceimaging-bloodoxygenleveldependent)可对活体脑进行无创动态成像，并有良好的时间分辨率，空间分辨率及高灵敏度。这些优点使BOLD成像具备其他各种成像方法所无可替代的优势。 国内外相关脑功能成像的研究目前已较多，技术也相对成熟。国内相关研究的发展趋势已从常规的感觉，运动，视觉，听觉的研究向语言，认知，情感及记忆等方向扩展及深入。对各种不同的运动，主要运动区及运动相关辅助区的激活，各家研究及报道情况各不相同，尚存在争议。国外有关正常人手运动功能的研究工作做得更多。甚至从运动方式，运动频率及实验者年龄的影响均做了更深入的研究。运动方式的选择较多样，除常规扫描方法的研究外，尚有双侧手协调运动，并与单手运动比较，试图解释支配协调运动的脑区，但尚没有研究能以正常人为参照，并通过多种不同的运动形式及不同的图像处理方法进行综合分析，以揭示常规脑实质内运动相关脑功能区的分布规律。 研究目的 1.探索两种简单运动即叩食指运动及对掌运动所激活脑区的差异。 2.探索优势手及非优势手对掌运动所激活脑区的差异。 3.探索简单运动及复杂运动即对掌运动及分别对指运动所激活脑区的差异。 4.不同运动方式激活脑区的信号强度有无差别。 5.Cross-correlation及Z-score两种统计学方法处理图像的结果是否有差异。 材料与方法 1.研究对象： 健康右利手者12人，男女各6人，年龄约23-33(26.4±2.64)岁，全部受试者均经体检证实身体健康，均无神经及精神病史，手指运动功能正常。 2.检查方法： 所有检查均在飞利浦公司Interamaster1.5T超导型磁共振扫描机上进行。 常规扫描：选用SE序列及TSE序列，以听眦线连线为基准，连续20层，常规横断面扫描。层厚5mm，层间距1mm，FOV：230mm。 脑功能成像：采取平面回波(EPI)加上快速梯度回波(FFE)，动态扫描技术进行脑的横断面成像，扫描层面平行于胼胝体前后联合层面，各项参数：FOV230mm，层厚4mm，层间距0mm，连续16层，层面需包到顶叶皮层。序列包括常规T1/TRA(各参数同常规扫描，以用作解剖参考图)及同层面的脑功能成像。功能成像在4～5分钟内，行16层80个动态扫描，前10个为静态成像，第10～20个为动态成像，重复4次直至80个动态，这样整个动态扫描共获得1280幀图像。一组运动形式结束后，停止10分钟后，再行下一组实验。 3.手运动模式包括以下四种： ①右手叩食指运动(简称R1)，即食指叩击纸板运动，频率约2Hz/S，幅度以食指所能抬高的最高高度为准。 ②左手行简单运动(简称L2)，即五指对掌运动，频率约2Hz/S，幅度以五指完全张开为准。 ③右手行简单运动(简称R2)，即五指对掌运动，频率约2Hz/S，幅度以五指完全张开为准。 ④右手复杂运动(简称R3)，即依次行拇指与其余四指分别对掌运动，频率约2Hz/S，幅度以指的最大动度为准。 4.观察内容及指标 4.1脑内精确解剖定位的标准 方法之一是通过一些特殊的大脑沟回来判定。中央沟是与运动相关的最具标志性的脑沟，形态状如字母“W”或倒“Ω”。其中央向后突出的中央前回部分被形象地成为“手结”(aknobontheprecentralgyrus)。尚可从其他脑沟及其相互关系来间接判定，正常国人的脑沟回形态及特殊解剖关系——即十大征象。 另一种方法就是综合脑室及髓鞘的形态走行来间接判断脑沟回。 4.2与运动相关的脑区 包括第一运动感觉区(primarysensorimotorarea,SM1)，第二皮层运动区(secondarycorticalmotorarea,SM2)，运动前区(premotorcortex，PMC)，辅助运动区(supplementarymotorarea，SMA)等，双侧顶叶，双侧额叶及扣带回，基底节等区域在相关研究中均发现与运动相关。 5.数据处理与图像分析： 用Phlilpsviewforum10.0进行离线处理，采用Cross-Correlation方法处理图像，相关系数R=0.6作为功能激活标准，将所得BOLD图像与同层面T1/TRA扫描图相嵌合，判定激活区域所属的脑功能区，并分别测量面积大小(mm2)，观察激活区时间信号曲线，并统计信号上升百分率(signalincreasingratepercent，SIRP)。不典型部位的激活区记录部位并计算频数。另取部分图像行Z-score方法进行分析，比较两种统计学方法(Cross-Correlation，Z-score)在图像处理过程中的异同。 6.统计学分析： 采用SPSS12.0统计软件包，P＜0.05为有统计学意义。计量资料的结果用均数土标准差表示，正态分布两组资料的比较采取配对t检验或两组资料均数的t检验；非正态分布资料采取相关样本非参数检验或两个独立样本的非参数检验。计数资料用例数及百分数表示。 结果 1.两种简单运动(R1及R2)的比较 ①R1及R2比较，对侧SM1，同侧SM2有统计学差异(P＜0.05)。同侧SM1，对侧SM2无统计学差异(P＞0.05)；②R1-SM1，R2-SM1双侧激活差异有统计学意义(P＜0.05)；③两种运动形式的对侧SM1区显示率均达100％。 2.左右手运动(L2及R2)比较 ①左右手激活同侧SM1面积比较有统计学差异(P＜0.05)；而对侧SM1面积比较无明确统计学差异(P＞0.05)。②右手运动仅激活对侧PMC。左手运动激活双侧PMC无明显差异(P＞0.05)。 3.简单运动(R2)及复杂运动(R3)的比较 ①R2与R3比较，同侧SM1，对侧PMC，有显著性差异(P＜0.05)。②同侧PMC在R2中不激活，在R3中参与激活。③R2与R3比较，SMA激活无统计学意义。(P＞0.05) 4.双侧顶叶，额叶，基底节及扣带回均可见激活。 5.四种运动形式对侧SM1激活区取ROI(regionofinterest)区，根据时间—信号强度动态曲线，计算信号上升百分率(signalincreasingratepercent，SIRP)。SIRP=(静止期SI值—活动期SI值)/静止期SI值。取第二周期的数值进行比较。P=0.367＞0.05。 6.Cross-Correlation及Z-score两种不同的统计方法处理R1-L-SM1图像，用Cross-Correlation方法处理图像时取R=0.6；Z-score方法处理图像时取Z值=6。激活区面积无统计学差异P=0.058＞0.05。 结论 1.简单的叩指运动与五指对掌运动比较，以后者激活对侧SM1，同侧SM2区面积更大，且更易操作，适合临床患者的手运动功能检查。 2.优势及非优势侧手简单运动，以非优势侧手需更多的同侧运动区参与。 3.手简单运动及复杂运动的比较，后者需更多的同侧SM1和双侧PMC参与支配。 4.任何运动导致对侧SM1激活强度变化是相对恒定的。 5.只要适当选择阈值，Cross-Correlation及Z-score两种统计功能图都适用于运动功能图像分析。