论文部分内容阅读
第一部分特发性震颤静息态功能磁共振成像脑局部功能连接网络研究 目的:利用静息态功能磁共振成像(restingstatefunctionalmagneticresonanceimaging,RS-fMRI)局部功能连接(RegionalHomogeneity,ReHo)分析方法,从脑局部功能网络角度,探讨特发性震颤(essentialtremor,ET)神经病理生理机制。①探讨特发性震颤和正常人群脑局部功能连接网络特征;②探讨特发性震颤局部功能连接网络改变与震颤相关性,进而构建特发性震颤病理性震颤传播的局部功能连接网络;③探讨特发性震颤局部功能连接网络改变与认知功能相关性,进而揭示其非运动症状产生的脑功能网络机制;④探讨特发性震颤局部功能连接网络改变在诊断和鉴别诊断特发性震颤中的特异性和敏感性,构建反映特发性震颤功能网络改变的生物标记物,为指导特发性震颤临床诊断、治疗以及预后判断,进行初步探索性研究。 方法:对20例特发性震颤患者和年龄、性别以及教育程度匹配的20例正常对照,行静息态功能磁共振成像,同时行临床行为学和神经心理学评估,详细记录震颤临床特点,对震颤严重程度采用震颤评分量表(Fahn-Tolosa-MarinTremorRatingScale,TRS)进行评估,对其神经心理学采用简易智能状态筛查量表(MMSE)、医院焦虑抑郁量表(HAD)、画钟实验(CDT),听觉词语记忆测试短期记忆(RAVMT-IR)和听觉词语记忆测试延迟记忆(RAVMT-DR)等进行评估,采用局部一致性(ReHo)分析方法衡量静息态功能磁共振成像脑局部功能网络特征。首先,行组内分析,构建特发性震颤、正常对照脑局部功能连接网络;其次,行组间分析,观测相对于正常对照,特发性震颤局部功能连接网络改变情况;再次,提取组间比较显著差异脑区ReHo值与特发性震颤患者临床行为学和神经心理学测试行相关分析;最后,对相关分析显著脑区ReHo值绘制ROC曲线,观测其在鉴别特发性震颤与正常对照的敏感性和特异性,并结合Fisher逐步判别分析,构建在鉴别诊断中较高敏感性和特异性的生物标记物。 结果:①临床行为学和神经心理学结果,临床行为学:20例震颤患者均表现为轻到中度震颤,病程(14.6±7.7年),8(18/20)例呈双上肢对称性震颤,2(2/20)例双侧上肢呈不对称性震颤,5例(5/20)累及头部,2例(2/20)累及声带,TRS-A&B部分(21.1±14.7),TRS-C部分(6.9±4.9),病程(14.6±7.7年);神经心理学:特发性震颤与正常对照比较,MMSE(P=0.68)、HAD(P=0.47和P=0.32)、CDT(P=0.89)、RAVMT-IR(P=0.53)以及RAVMT-DR(P=0.73)均无显著统计学差异。②组内分析,特发性震颤和正常对照拥有相似局部功能连接网络,这些局部功能连接网络在功能区成簇出现,体现出高度一致性,包括双侧皮层感觉运动区、前额叶、背侧注意网络、视觉网络、听觉网络、默认网络((default-modenetwork,DMN)丘脑、基底节区以及小脑半球(P<0.05,AlphaSim多重比较矫正)。③组间分析,特发性震颤相对于正常对照,颅内存在广泛局部功能连接网络改变脑区,其中ReHo显著性减低的脑区主要是双侧小脑半球前叶III~V区,双侧小脑半球后叶VIII区以及左侧小脑半球后叶VI区,丘脑主要包括丘脑背侧核(mediodorsalnucleus,MD)和丘脑腹侧中间核(ventralintermediatenucleus,VIM)以及双侧岛叶后部区域。ReHo显著性升高的脑区主要是双侧大脑皮层初级运动区,左侧辅助运动区,双侧前额叶(包括额上回、额中回以及额下回等)以及双侧顶叶(包括缘上回、角回以及顶下小叶)(P<0.05,AlphaSim多重比较矫正)。④相关分析显示,双侧小脑半球前叶IV~V区、右侧小脑半球后叶VIII区ReHo值减低与TRS-A&B评分负相关(P<0.05,r=-0.589、r=-0.531、r=-0.589),左侧中央前回ReHo值增加与TRS-A&B评分正相关(P<0.05,r=0.602),左侧小脑半球后叶VI区ReHo值减低与RAVLT-IR和RAVLT-DR正相关(P<0.05,r=0.501、r=0.439),左侧前额叶ReHo值增加与RAVLT-IR和RAVLT-DR负相关(P<0.05,r=-0.522、r=-0.539)。⑤Fisher逐步判别分析,结合右侧小脑半球后叶VIII区、左侧小脑半球半球后叶VI区、左侧中央前回以及左侧前额叶四个区域ReHo值在鉴别ET和HC时敏感性可达95%,特异性可达93%。 结论:①特发性震颤和正常对照拥有相似的局部功能连接网络,这些局部网络在功能区表现为成簇出现,具有高度的一致性;②)相对于正常对照,特发性震颤局部功能连接网络改变主要出现在小脑-丘脑-皮层运动区和额顶叶-默认网络-岛叶环路;③小脑-丘脑-皮层运动区局部功能连接网络改变与震颤严重程度相关,进而我们认为它是震颤产生和传播的功能网络通路;④额顶叶-默认网络-岛叶环路局部功能连接改变与认知单词记忆测试相关,进而我们认为它是特发性震颤非运动症状产生的脑功能网络;⑤右侧小脑半球后叶VIII区、左侧小脑半球半球后叶VI区、左侧中央前回以及左侧前额叶局部功能连接网络改变,与特发性震颤运动和非运动症状相关,在特发性震颤诊断和鉴别诊断中具有较高敏感性和特异性,可作为反映特发性震颤局部功能连接网络改变的生物标记物,进而指导临床诊断、治疗以及预后判断。 第二部分特发性震颤腹侧中间核全脑功能连接研究 目的:利用静息态功能磁共振成像(restingstatefunctionalmagneticresonanceimaging,RS-fMRI)功能连接(functionalconnctivity,FC)分析方法,建立在丘脑腹侧中间核(ventralintermediatenucleus,VIM)是临床治疗特发性震颤首选、基本治疗靶点的先验知识为基础,采用腹侧中间核为种子点,行基于全脑水平的种子点功能连接分析,进而揭示特发性震颤产生或传播的全脑功能网络。①构建正常人群腹侧中间核全脑功能连接网络,进而揭示正常人群生理性震颤产生和传播的静息态功能连接网络;②构建特发性震颤腹侧中间核全脑功能连接网络,进而揭示病理性震颤产生和传播的静息态功能连接网络。 方法:对26例手部震颤为临床表现的特发性震颤患者和年龄、性别、教育程度匹配的26例正常对照,行静息态功能磁共振成像(restingstatefunctionalmagneticresonanceimaging,RS-fMRI),以双侧腹侧中间核为种子点,行全脑功能连接(funtionalconnectivity,FC),同时对特发性震颤临床特点、临床行为学和神经心理学进行评估。首先,行组内分析,观测特发性震颤和正常对照腹侧中间核功能连接网络;其次,行组间分析,观测特发性震颤相对正常对照腹侧中间核功能连接网络改变;再次,提取组间比较显著差异脑区FC值与特发性震颤患者临床震颤严重程度评分(Fahn-Tolosa-MarinTremorRatingScale,TRS)、震颤病程以及神经心理学测试等行相关分析。 结果:①临床行为学和神经心理学结果,临床行为学:26例震颤患者均表现为轻到中度震颤,21(21/26)例呈双上肢对称性震颤,5(5/26)例双侧上肢呈不对称性震颤,TRS-A&B部分(13.0±4.8),TRS-C部分(12.2±9.5),病程(13.0±7.6);神经心理学:特发性震颤与正常对照比较,MMSE(P=0.53)、HAD(P=0.61和P=0.47)、CDT(P=0.45)、RAVMT-IR(P=0.38)以及RAVMT-DR(P=0.46)均无显著统计学差异。②组内分析示特发性震颤和正常对照均可见相似的腹侧中间核-皮层运动区-小脑功能连接环路(P<0.05,AlphaSim多重比较矫正)。③组间分析示,相对于正常对照,特发性震颤腹侧中间核功能连接显著减低脑区主要包括双侧小脑前叶前叶III~V区,双侧小脑后叶VI、VIII、右侧小脑后叶CrusI区以及双侧丘脑背侧核,功能连接显著增加脑区主要是双侧初级运动区(P<0.01,AlphaSim多重比较矫正)。④相关分析示,双侧小脑半球前叶IV~V区和双侧小脑半球后叶VI区功能连接减低与震颤严重程度评分TRS-A&B负相关(P<0.05,r=-0.576、r=-0.734、r=-0.735、r=-0.769),双侧大脑半球初级运动区功能连接增加与震颤严重程度评分TRS-A&B正相关(P<0.05,r=-0.460、r=0.595)。 结论:①正常人群腹侧中间核静息态功能连接网络,主要由腹侧中间核-皮层运动区-小脑环路组成,与既往电生理和神经影像学研究相一致,是生理震颤产生和传播的功能网络;②特发性震颤与正常对照拥有相似的腹侧中间核-皮层运动区-小脑环路,且与正常对照相比该环路内部功能连接存在异常,主要集中在小脑和皮层运动区,且与震颤严重程度评分相关;③生理性震颤和病理性震颤拥有相同的腹侧中间核-皮层运动区-小脑环路,该环路内部功能连接异常,是特发性震颤病理性震颤产生和传播的基础;④腹侧中间核与丘脑内部双侧腹侧中间核功能连接减低,该通路位于丘脑运动通路以外,可能是解释深部脑刺激改善患者生活质量,尤其是非运动症状的功能网络基础。