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第一部分正常儿童额顶叶工作记忆功能的fMRI和DTI联合应用研究目的:联合应用BOLD—fMRI和DTI两种最新的磁共振成像技术,定位正常儿童工作记忆功能中额顶叶皮层的激活区域,并用量化的指标研究其激活强度与额顶叶各部位白质纤维束弥散特性之间的关系。材料与方法:健康志愿者12名,男女各6名,平均年龄11.4岁。以步进式视觉累加实验(PVSAT)作为刺激模式,对所有儿童进行BOLD—fMRI扫描,并以相同的定位及层厚进行DTI扫描。应用SPM2软件处理fMRI数据获得平均激活图,并用xjview软件获得每个激活区的解剖部位和激活像素数量。将DTI数据重建得到FA图,应用MRIcro软件将其与BOLD功能激活图叠加。在叠加图上选取左额顶白质兴趣区(ROI),应用DTV-Ⅱ.R1软件测量每个ROI的FA值。比较左侧额顶叶白质FA值与激活区FA值之间的大小。并对左侧额顶叶不同部位FA值与左前额叶背侧区(DLPFC)激活区像素数量的相关性进行统计学分析。结果:(1)额顶叶皮层为工作记忆功能最主要的激活区。其中双侧的顶下小叶区(BA40区),额下回(BA44及45区)可见激活,而优势半球(左侧)较对侧激活区大、像素多。左侧顶上小叶(BA7区),左侧扣带回(BA32区)左侧额上回、额中回、额下回(BA6、BA46、47区及BA9区)、左侧岛叶(BA13区)及右侧豆状核可见激活。(2)将脑激活图叠加于FA图,可见脑的激活像素几乎均位于各向异性程度低的区域。额顶叶白质FA值明显大于激活区域的FA值,差异有显著统计学意义(P＜0.001)。(3)左额顶间白质FA值与左侧DLPFC激活区像素数量存在相关性(r=0.822,p=0.001),而左顶叶白质、左额叶白质及左侧半卵圆中心白质与左侧额上回激活区像素数量未见相关性。结论:工作记忆激活的BLOD信号主要位于额顶叶各向异性程度低的灰质皮层,其激活强度与皮层下的白质纤维成熟度有关。联合应用fMRI和DTI技术有助于研究工作记忆过程中的功能变化与解剖结构特性之间的关系。第二部分正常儿童与成人额顶叶工作记忆功能差异性的fMRI和DTI联合应用研究目的:联合应用BOLD—fMRI和DTI两种最新的磁共振成像技术,对比正常儿童与成人额顶叶工作记忆功能激活皮层部位及强度的差异,及其与额顶叶间白质纤维束成熟度的相关性。材料与方法:儿童组健康志愿者12名,男女各6名,平均年龄11.4岁;成人组健康志愿者12名,男女各6名,平均年龄22.4岁。以步进式视觉累加实验(PVSAT)作为刺激模式,对所有试验者进行BOLD—fMRI扫描,并以相同的定位及层厚进行DTI扫描。应用SPM2软件处理fMRI数据获得平均激活图,并用xjview软件获得每个激活区的解剖部位和激活像素数量。将DTI数据重建得到FA图,应用MRIcro软件将其与BOLD功能激活图叠加。在叠加图上选取左额顶白质兴趣区(ROI),应用DTV-Ⅱ.R1软件测量每个ROI的FA值。比较儿童组与成人组额顶叶工作记忆功能激活皮层部位及强度的差异;比较两组白质各兴趣区的FA值;并对左侧额顶叶不同部位FA值与左前额叶背侧区(DLPFC)激活区像素数量的相关性进行统计学分析。结果:(1)儿童组在顶叶,包括双侧的顶下小叶区(BA40区)及左侧顶上小叶(BA7区),激活较成人组更为显著。而在双侧额下回(BA44区),左侧额上回、额中回、额下回(BA6、BA46及BA9区)及右侧额上回(BA10区)、成人组激活较儿童组显著。差异具有统计学意义。(2)左额顶间白质、左顶叶白质及左额叶白质的FA值在儿童组均低于成人组,差异具有统计学意义。(3)儿童组左额顶间白质FA值与左侧DLPFC激活区像素数量存在相关性(r=0.822,p=0.001),而成人组两者较儿童组都有增高现象但未见相关性(r=0.186,p=0.563)。结论:额顶叶在儿童和成人都是工作记忆功能的主要激活区,其激活强度与皮层下的白质纤维成熟度有关。联合应用fMRI和DTI技术有助于研究脑的正常发育中结构与功能的相关性。第三部分学习障碍儿童额顶叶工作记忆功能的fMRI和DTI联合应用研究目的:联合应用BOLD—fMRI和DTI两种最新的磁共振成像技术,对比分析学习障碍(LD)儿童与正常儿童在进行工作记忆过程时额顶叶脑部激活区域强度以及白质纤维发育的差异,探索学习障碍的病因。材料与方法:LD儿童12名,男女各6名,配对选取与其同年龄、同性别的正常儿童作为对照组。以步进式视觉累加实验(PVSAT)作为刺激模式,对所有试验者进行BOLD—fMRI扫描,并以相同的定位及层厚进行DTI扫描。应用SPM2软件处理fMRI数据获得平均激活图,并用xjview软件获得每个激活区的解剖部位和激活像素数量。将DTI数据重建得到FA图,应用MRIcro软件将其与BOLD功能激活图叠加。在叠加图上选取左额顶白质兴趣区(ROI),应用DTV-Ⅱ.R1软件测量每个ROI的FA值。比较LD儿童组与对照组额顶叶工作记忆功能激活皮层部位及强度的差异;比较两组白质各兴趣区的FA值;并对左侧额顶叶不同部位FA值与左前额叶背侧区(DLPFC)激活区像素数量的相关性进行统计学分析。结果:(1)LD儿童组双侧额顶叶几乎所有区域激活较正常儿童组弱。差异具有统计学意义。(2)LD儿童组左额顶间白质、左顶叶白质及左额叶白质的FA值低于对照组,差异具有统计学意义。而左侧半卵圆中心白质的FA值LD组与对照组差异不具有统计学意义。(3)对照组儿童左DLPFC区激活像素数量与左额顶间白质FA值存在相关性(r=0.822,p=0.001),LD儿童组左DLPFC区激活像素数量与左额顶间白质FA值存在相关性(r=0.636,p=0.026)。结论:LD儿童额顶叶皮层激活及白质FA值均低于对照组,提示局部脑结构成熟度较低可能是其发病机理。