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  • 简介:【摘要】随着医疗领域对核磁共振成像技术研究的日益深入,也由此引发了关于大脑网络分析的热议,揭示局部性损害对结构和功能网络的影响,阐明局部性损害后神经功能恢复过程中脑网络的变化模式以及这些模式是否能作为预后判断的影像学标志。本报告就对核磁共振技术中有关结构像与功能像的现状研究及其在疾病领域的应用展开综述。

  • 标签: 局部脑损害 脑网络 核磁共振
  • 作者: 赵国光
  • 学科: 文化科学 >
  • 创建时间:2021-11-28
  • 出处:《中华医学杂志》 2021年第41期
  • 机构:国家神经疾病医学中心 中国国际神经科学研究所 首都医科大学癫痫临床诊疗与研究中心 首都医科大学宣武医院神经外科,北京 100053,Email:ggzhao@vip.sina.com
  • 简介:摘要癫痫是一种严重影响国民身体健康的神经系统疾病,其治疗一直以来是神经外科治疗领域的重要方向,新的癫痫理论与外科治疗技术成为未来癫痫外科治疗的新方向。本文将就网络计划新时代背景下的癫痫再认识、癫痫网络的构建、癫痫网络外科的探索以及未来展望方面进行述评,以期探索癫痫的外科治疗新方向,推动新的癫痫网络外科发展方向,为癫痫患者提供新的精准治疗方法。

  • 标签: 癫痫 脑网络 癫痫脑网络外科
  • 简介:摘要目的探讨不同程度新生儿缺氧缺血性病(hypoxic-ischemic encephalopathy,HIE)患儿功能网络的变化,了解该变化对功能的影响。方法收集从2017年1月至2020年5月于常州儿童医院新生儿科住院的足月HIE患儿的临床资料,共44例,均进行常规和功能磁共振(functional magnetic resonance image,fMRI)成像扫描,有24例符合入组标准,其中轻度患者(PT1组)11例,中重度患者(PT2组)13例。采用低频振幅(amplitude of low frequency fluctuation,ALFF)比较PT1组和PT2组全的ALFF值的差异,并采用脑网络连边分析的方法比较PT1组和PT2组功能连接(functional connectivity,FC)的差异。结果在连边分析中,与PT1组相比,PT2组大脑中的右侧辅助运动区与右侧中央前回(Z1=0.39,Z2=-0.08)、右侧舌回与右侧海马(Z1=0.61,Z2=0.20)、左侧距状裂皮层与右侧杏仁核(Z1=0.30,Z2=-0.02)、右侧苍白球与右侧后扣带皮层(Z1=0.33,Z2=0.05)的FC减弱(均P<0.001,未校正)。在低频振幅分析中,PT1组和PT2组全的ALFF值差异无统计学意义(P>0.05,FDR校正)。结论中重度组HIE患儿在部分区的功能连接存在变化,这些功能连接与运动功能、情绪处理、语言发育、认知功能及学习记忆等有关。

  • 标签: 缺氧缺血性脑病 静息态功能磁共振 脑功能网络 功能连接 新生儿
  • 简介:目的探讨磁图(MEG)静息态网络定位与皮质脑电图(ECoG)的一致性。方法选取难治性癫痫患者16例,术前均运用脑磁图静息态网络定位,同时运用传统的磁图Dipole法和SAM法皮质脑电图定位,与皮质脑电图的结果对照,分别比较两种技术的吻合度。结果16例患者均有明显的棘波放电,Dipole定位局限10例,散发6例,SAM值升高单病灶11例,多病灶5例。16例患者均显示静息态网络异常,敏感度100%(16/16)。Dipole定位ECoG的定位符合率为62.5%(10/16),SAM与ECoG的定位符合率为68.7%(11/16),MEG网络功能异常与ECoG的定侧符合率为100%,定位符合率为81.2%(13/16)。结论磁图静息态网络定位可以敏感地定位癫痫放电区,可以为癫痫手术规划提供帮助。

  • 标签: 脑磁图 静息态脑网络 癫痫 手术
  • 简介:摘要情绪障碍相关疾病在青少年中的发病率逐年增加,给青少年的身心健康带来了极大伤害,甚至可持续影响至成年,然而其发病机制尚未完全阐明。默认模式网络(default mode network,DMN)是大脑在静息状态下仍活跃的区所组成的网络。DMN是静息态功能研究领域的热点,但少有研究关注其在青少年情绪障碍相关疾病下的病理变化。近几年发表的多篇与青少年情绪障碍疾病相关的文章,从影像学角度为理解青少年情绪障碍特征及其潜在机制提供了线索。本文将近年来相关研究进行总结后发现,青少年情绪障碍的发生与DMN区激活、皮质厚度、灰质体积或密度以及区之间功能连接变化密切相关,部分结构和功能改变可作为预测因素。本文通过归纳这些情绪障碍疾病影像学的改变,以期探究新的神经影像学标志性改变,为青少年情绪障碍相关疾病的预防、诊断及治疗提供理论依据。

  • 标签: 青少年 情绪障碍 默认模式网络
  • 简介:摘要支沟穴临床疗效显著且应用普遍,但其针刺作用机制尚不完全清楚,功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)技术已成为研究针刺作用脑神经机制的重要手段。经过查询、整理应用脑fMRI技术研究针刺支沟穴的相关文献得知,针刺支沟穴特异性激活区与主管胃肠道疾病相关区结构变化具有高度的一致性,主治作用与肠轴的调节密切相关。针刺支沟穴与假穴、支沟与配穴在脑部激活区并没有明显差异,但也存在对部分优势区的相对倾向性。与针刺前的纯静息态相比,针刺支沟穴后多个区具有时变效应,针刺后其受试者内暂时的动态平衡网络被打破,额下回与部分回间形成了随时间序列变化的功能连接网络。作者通过阐述针刺支沟穴特异性激活区及网络连接变化情况来更好地指导和服务临床治疗。

  • 标签: 针刺 支沟穴 功能磁共振成像 特异性 脑网络
  • 简介:摘要目的探讨慢性甲基苯丙胺(MA)成瘾患者静息态功能网络的拓扑特征。方法利用静息态功能磁共振成像技术构建MA成瘾患者(MA成瘾组,n=46)及健康对照者(健康对照组,n=46)的功能网络。比较2组成员功能连接及网络拓扑属性的差异,分析组间有显著差异的拓扑属性与临床测量值之间的相关性。结果(1)功能连接:与健康对照组比较,MA成瘾组位于顶下小叶、中央后回、枕外侧皮层、腹内侧枕叶皮质、眶回、中央前回、梭形回、颞上回皮层及丘脑的多个区构成的子网络的功能连接增强,位于眶额回、中央前回、中央旁小叶、颞下回、梭形回、海马旁回、顶上小叶、中央后回、腹内侧枕叶、枕外侧皮层及杏仁核的多个区构成的子网络的功能连接减弱,差异均有统计学意义(P<0.05)。(2)网络拓扑属性:2组成员的功能网络均具有小世界属性,但是MA成瘾组小世界属性值、聚类系数、局部效率、模块化程度明显低于健康对照组,差异均具有统计学意义(P<0.05)。MA成瘾组的左侧额上回、右侧眶额回、右侧颞中回和左/右侧枕外侧皮层介数中心度均明显低于健康对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。(3)相关性分析:MA成瘾组右侧颞中回的介数中心度与第1次服用MA的年龄呈正相关关系(r=0.327,P=0.028);MA成瘾组的模块化程度与简明精神病评定量表中激活性因子分呈正相关关系(r=0.315,P=0.035)。结论慢性MA成瘾患者的大脑功能网络部分拓扑属性被破坏,且患者首次服用MA时年龄越小右侧颞中回的介数中心度越低;网络模块化程度越深,精神病性症状中的激活性症状越严重。

  • 标签: 脑功能网络 图论 静息态功能磁共振成像 甲基苯丙胺
  • 简介:摘要勃起功能障碍(erectile dysfunction,ED)是临床常见的男性性功能障碍疾病,表现为阴茎持续不能达到或维持足够的勃起以完成满意的性生活,而心理性勃起功能障碍(psychogenic erectile dysfunction,pED)是ED中最常见的类型,既往认为主要是由心理因素引起的。随着影像技术的发展,心理性勃起功能障碍患者大脑特定区域的结构和功能网络异常已得到广泛证实。网络分析提示心理性勃起功能障碍患者的结构性网络和功能性网络存在默认网络、认知控制网络、情绪/额叶-边缘系统和突显网络的拓扑连接模式异常,可能是心理性勃起功能障碍潜在的生物标记物。这一发现为pED的中枢神经机制研究提供了新思路。

  • 标签: 心理性勃起功能障碍 脑网络 结构网络 功能网络
  • 简介:对复杂网络的研究现状进行综述性介绍。首先回顾复杂网络网络的基本概念,然后分别介绍基于结构性连接、功能性连接、和因效性连接而建立的3种不同类型的网络,进一步讨论了关于结构性网络和功能性网络之间关系的研究,以及基于计算模型的网络研究,之后重点介绍复杂网络的两个重点应用,即在相关疾病和认知神经科学方面的研究现状,最后对网络的未来研究方向进行了讨论。

  • 标签: 复杂网络 脑网络 脑疾病 认知 计算
  • 简介:摘要目的探讨甲基苯丙胺(methamphetamine, MA)成瘾患者白质结构网络的拓扑特征。方法2014年2月至2019年10月,基于弥散张量成像数据,利用概率纤维追踪技术构建MA成瘾男性患者(MA组,n=46)及男性健康对照者(对照组,n=46)的白质结构网络。应用基于网络的统计方法评估2组白质连接的差异,再用一般线性模型对2组的网络参数进行比较,并分析有显著组间差异的网络参数与临床变量之间的相关性。结果MA组和对照组的结构网络均具有小世界属性;与对照组相比,MA组显著增加的结构连接主要位于奖赏系统和视觉系统;最短路径长度显著减低,聚类系数、全局效率、局部效率明显增高(t值分别约为:-2.890、3.179、3.918、3.077,P<0.01,置换检验10 000次);MA组主要在眶额皮质和顶颞叶皮质区域介数中心度明显减低,而左腹侧前岛叶显著增高(P<0.05,置换检验5 000次),此外,右丘脑(r=-0.410,P= 0.005)、左额上回(r=-0.331,P = 0.026)、左楔前叶(r =-0.410,P =0.005)、右楔前叶(r =-0.337,P = 0.024)、左颞中回(r=-0.341,P = 0.022)、右缘上回(r=-0.317,P = 0.034)的介数中心度与简明精神病评定量表(Brief Psychiatric Rating Scale, BPRS)缺乏活力因子分呈负相关,右胼胝体沟的介数中心度与思维障碍因子分(r=-0.318,P=0.033)、右丘脑的介数中心度与BPRS总分(r =-0.342,P = 0.022)及激活性因子分(r=-0.326,P= 0.029)呈负相关。结论MA成瘾患者的大脑结构网络仍具有小世界属性,但其大脑区域间的信息传输和整合效率显著提高,且部分区的介数中心度能够在一定程度上反映精神病性症状的严重程度。

  • 标签: 甲基苯丙胺 物质相关性障碍 脑结构网络 图论 弥散张量成像
  • 简介:摘要惊恐障碍(panic disorder,PD)的病因和病理机制尚不明确,阻碍了临床诊疗的发展。为明确PD的发病机制、生物学诊断标记、疗效预测并最终实现个体化治疗提供依据,结合"恐惧网络模型"假说回顾了近5年关于PD的磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)研究,发现PD患者的功能和结构异常不仅仅局限于经典的"恐惧网络模型",更广泛的区(如背侧扣带回、额顶颞叶皮质、岛、纹状体、感觉运动相关区和小脑)与杏仁核等经典区共同构成了拓展的恐惧网络。其中,杏仁核、岛叶、内侧前额叶以及感觉运动网络(somato-motor network,SMN)、小脑是PD区别于其他常见焦虑障碍的特异性区。而恐惧网络模型所包含的额叶-边缘环路的活动变化可预测不同方法治疗PD的疗效,完善了PD的恐惧网络假说,更精细识别了可用于PD精准诊断和疗效预测的生物学指标,为最终实现PD的个性化诊疗奠定了基础。

  • 标签: 惊恐障碍 磁共振成像 生物学标记 恐惧网络
  • 简介:摘要耳鸣是无外界声源时被感知到的声音,其发病机制异常复杂,目前尚未完全阐明。耳鸣也是神经内科及耳鼻喉科常见病,约10%的成年人经历过耳鸣,目前无可治愈的方法。随着神经影像技术的发展,功能磁共振成像(fMRI)技术被广泛用于神经精神疾病的功能网络研究。本文围绕主观性耳鸣的发病机制及基于功能网络的声治疗、神经调控等手段的研究进展进行综述,以期为临床上耳鸣的诊断、早期治疗和预后评估提供参考。

  • 标签: 耳鸣 功能磁共振成像 脑功能网络 声治疗 神经调控
  • 简介:摘要目的探索功能网络拓扑属性在轻度认知障碍(mild cognitive impairment,MCI)患者中的改变及其应用价值。材料与方法共纳入28例MCI患者和15例正常对照(normal control,NC),采集所有受试者静息态功能磁共振成像(resting-state functional magnetic resonance imaging,rs-fMRI)的图像后,利用GRETNA (Graph Theoretical Network Analysis)软件对数据进行预处理及功能网络构建,然后利用图论分析方法计算网络拓扑属性,通过两独立样本t检验比较组间差异,并采用Boferroni多重比较校正方法对结果进行校正。结果与NC组相比,MCI组聚类系数(clustering coefficient,Cp)及局部效率(local efficiency,Eloc)均下降,下降最明显的区主要位于视觉及听觉功能相关区,差异具有统计学意义(P<0.05);MCI组的特征路径长度(shortest path length,Lp)缩短(P>0.05),全局效率(global efficiency,Eglob)升高(P>0.05),差异不具有统计学意义。结论MCI患者的Cp及Eloc较NC组明显下降,且以视觉及听觉功能相关的区下降最明显,其有可能成为MCI准确诊断的潜在生物标志物。

  • 标签: 轻度认知障碍 静息态功能磁共振成像 全局效率 聚类系数 特征路径长度 局部效率
  • 简介:摘要目的基于静息态功能磁共振成像通过独立成分分析(independent component analysis,ICA)方法探讨颈椎病慢性颈肩痛患者网络内功能连接改变。材料与方法搜集20例脊髓型颈椎病患者(cervical spondylotic myelopathy,CSM)、30例颈椎间盘突出患者(无脊髓压迫)(cervical disc herniation,CDH)以及社会招募30例健康对照者(healthy control,HC),采集其静息态功能磁共振数据并利用ICA方法提取出静息态网络,通过方差分析比较组间差异区并与临床资料做相关分析。结果CSM与HC组相比,双侧枕上回功能连接增强,左侧扣带回中部、左侧中央后回、右侧中央前回、左侧小脑2区功能连接减低。CDH与HC组相比,右内侧额上回功能连接增强,左侧扣带回中部、右侧中央前回、左侧中央后回功能连接减低。相关性分析结果显示,CDH组左侧中央后回功能连接值与视觉模拟评分存在负相关(r=-0.535,P=0.002);CSM组左侧枕上回功能连接值与贝克焦虑问卷评分存在负相关(r=-0.448,P=0.048)。结论颈椎病慢性颈肩痛患者在默认网络、左侧额顶网络、感觉运动网络、视觉网络、小脑网络内存在功能连接的异常,多网络改变与疼痛感受、情绪感知、运动异常密切相关。

  • 标签: 慢性颈肩痛 颈椎病 脑功能连接 静息态功能磁共振
  • 简介:小世界是一种以较低的连接和能量成本实现高效的信息分离与整合的网络结构,而人脑网络具有显著的小世界特性。在弥散张量成像(diffusiontensorimaging,DTI)网络的研究中,如何有效地量化和评估网络的小世界属性依然是研究中存在的一个关键问题。在研究文中,我们首先概括了已有小世界属性评估指标及其存在的问题,随后提出了一种新的基于网络全局效率和局部效率的小世界属性评估指标。为了验证该指标的有效性,我们基于75个中老年人的DTI网络对其进行了应用与评估。与传统指标相比,该指标对研究对象的年龄变化更敏感,并与多项认知评估量表的结果存在显著相关。网络节点随机化和网络失连接这两种攻击测试的结果也表明,新指标在DTI网络的研究中具有较高的准确性和稳定性。

  • 标签: 小世界属性 弥散张量成像网络 网络效率 脑网络
  • 简介:摘要脑血管病手术在治疗的过程中应尽可能保护功能,而随着治疗手段的提高,认知功能的保护越来越受到重视。随着现代成像技术和复杂网络理论的发展,人们逐渐认识到网络是大脑进行信息处理和认知表达的生理学基础。基于网络的拓扑特性,神经外科提出了"网络外科"的概念,旨在通过对网络的保护达到更加精准地保护神经功能和认知功能的作用。基于文献回顾及既往的研究工作,本文对"网络外科"理念在脑血管病治疗中应用的3个方向进行综述。其中包括,基于人脑连接组学的网络关键节点的保护;脑血管病手术中认知功能相关供血区域的保护;通过术前脑网络结构和功能连接状态有效进行缺血性脑血管病手术的网络评估。随着医疗技术的迅速发展,神经外科手术已经向更为系统而且精细的脑神经功能及认知功能的全面保护迈进。脑血管病神经外科手术将迎来"网络外科"的新阶段。

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  • 简介:摘要脑血管病手术在治疗的过程中应尽可能保护功能,而随着治疗手段的提高,认知功能的保护越来越受到重视。随着现代成像技术和复杂网络理论的发展,人们逐渐认识到网络是大脑进行信息处理和认知表达的生理学基础。基于网络的拓扑特性,神经外科提出了"网络外科"的概念,旨在通过对网络的保护达到更加精准地保护神经功能和认知功能的作用。基于文献回顾及既往的研究工作,本文对"网络外科"理念在脑血管病治疗中应用的3个方向进行综述。其中包括,基于人脑连接组学的网络关键节点的保护;脑血管病手术中认知功能相关供血区域的保护;通过术前脑网络结构和功能连接状态有效进行缺血性脑血管病手术的网络评估。随着医疗技术的迅速发展,神经外科手术已经向更为系统而且精细的脑神经功能及认知功能的全面保护迈进。脑血管病神经外科手术将迎来"网络外科"的新阶段。

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  • 简介:摘要目的探讨因腰间盘突出所致下腰痛(lower back pain,LBP)患者灰质体积及基于小世界网络方法的结构变化。材料与方法回顾性收集20例LBP患者及20名年龄和性别相匹配的健康者进行了fMRI扫描。基于体素的形态学分析(voxel-based morphometry,VBM)方法比较两组的灰质体积差异;为了反映整体网络效率,通过网络的统计研究来比较两组间脑网络的差异。结果与对照组相比,LBP涉及多个功能区灰质体积减小(P<0.001);LBP的大脑网络表现出明显更长的特征路径长度(P<0.001),更低的集聚系数(P=0.001)、全局及局部效率(P<0.001),并倾向于具有不稳定且效率低下的大脑网络结构。此外,LBP患者在多个区均呈现了功能连接性的显著降低(P<0.001)。结论LBP引起多个区灰质萎缩及网络结构拓扑属性损害,为揭示LBP疼痛调节的神经机制提供了理论基础。

  • 标签: 脑功能网络 基于体素的形态学分析 腰背痛 功能磁共振成像 脑灰质
  • 简介:摘要目的运用静息态功能磁共振成像(resting-state functional magnetic resonance imaging,rs-fMRI)功能网络分析技术,探讨2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)患者的功能网络改变。材料与方法前瞻性收集24例T2DM患者与26名健康志愿者进行3.0 T MRI扫描,获得受试者的rs-fMRI数据。将自动解剖标签(automated anatomical labeling ,AAL)模板定义的90个大脑区域作为复杂网络的节点,利用Pearson相关建立90个节点之间的相关关联。选定阈值,构建病变组和对照组受试者的无向网络,得到量化的网络指标——平均效率,聚类系数、节点度分布和模块化组织。结果在不同的阈值条件下,病变组功能网络的全局效率及平均聚类系数较对照组变小(P<0.05);病变组节点度大于8.5的节点较对照组少;病变组的功能网络模块数较对照组多,且病变组每个模块的组分都发生了改变。结论T2DM患者功能网络的全局效率及聚类系数下降,T2DM患者功能网络的模块数量及各模块组分发生改变,提示:(1) T2DM患者功能连接受损;(2 )与疾病相关的某些功能皮层发生改变和重组,局部区可能出现功能代偿;(3)功能网络分析技术为T2DM患者提供了无创性评估中枢改变的新方法。

  • 标签: 糖尿病 静息态功能磁共振 脑网络分析