简介:摘要熵,这一原本热力学概念被引入功能磁共振成像(fMRI)中,用于度量时间尺度上的规律性和不可预测性。时域功能熵和功能连接之间存在负的时空线性相关,被认为是大脑处理信息能力的重要指标,能提供区域灌注、低频波动幅度所不能提供的信息。作为大脑功能信号的一项基本特征,fMRI的时域功能熵已用于揭示意识、衰老等生理和病理状态(如阿尔茨海默病、精神分裂症、重度抑郁症、自闭症谱系障碍、成瘾和多发性硬化等疾病),为认识脑疾病提供了新的利器。本篇文章从fMRI时域功能熵及其分析技术的优势及局限性、生理基础及意义、临床应用和未来方向几个方面进行描述,以期能为相关专业领域的同道们进一步了解功能熵提供帮助。
简介:摘要目的应用静息态功能磁共振(rs-fMRI)成像技术,对脑肿瘤患者手术麻醉前后健侧脑功能网络进行构建及分析。方法前瞻性纳入2018年12月至2021年12月北京大学国际医院行胶质瘤切除术患者18例,均为右利手。年龄20~65(45.1±13.6)岁,其中男6例,女12例。美国麻醉医师协会(ASA)分级Ⅰ~Ⅱ级。分别在患者清醒和外科麻醉深度下进行磁共振扫描,并以图理论的方式进行健侧脑功能网络构建及分析,计算其全局和节点拓扑属性。全局拓扑属性包括:全局效率(Eg)、局部效率(Eloc)、集聚系数(Cp)、最短路径长度(Lp)和小世界属性(SW)。节点拓扑属性包括:节点度(ND)、节点效率(NE)及介数中心度(BC)。比较所有不同脑半球占位患者在清醒和麻醉状态下健侧脑网络全局和节点拓扑属性的改变。结果清醒状态下,所有患者健侧脑网络全局拓扑属性中的Eloc和Cp分别为0.259±0.007和0.197±0.010,麻醉后降低到0.242±0.013和0.177±0.021,差异均有统计学意义(均P<0.01)。所有患者健侧脑网络节点拓扑属性表现为默认模式网络相关脑区的ND、NE及BC升高,边缘系统和皮层下结构NE和BC降低。左侧脑半球占位患者清醒状态下Eloc和Cp分别为0.258±0.008和0.198±0.008,麻醉后降低到0.241±0.011和0.177±0.015,差异均有统计学意义(均P<0.01);而右侧脑半球占位患者麻醉后仅发生Eloc降低,清醒和麻醉后Eloc分别为0.260±0.006和0.243±0.016,差异有统计学意义(P<0.05);麻醉后不同脑半球占位患者节点拓扑属性呈双向变化,且左侧脑半球占位患者麻醉后更易受广泛影响,麻醉药物的作用可能存在一定半球偏侧性,如果肿瘤在优势半球,则优势侧代偿功能更易受损。结论麻醉诱发的脑肿瘤患者意识丧失期间,大脑整合信息能力变弱,局部区域之间的功能连接减弱,部分脑区发生了功能连接重组,脑网络变化呈双相调控。
简介:目的探讨在临床医生中开展静息态功能磁共振教学的方法.方法笔者结合近几年来在首都医科大学附属北京安定医院及中医医院对临床医生开展继续教育的体会,总结了一些经验和方法.从明确授课目的,制定教学内容,包括教案内容的取舍性,数据预处理的客观性及详尽性原则,数据处理方法的具体性原则,讲者论文的示范性原则等方面,对在临床医生中开展静息态功能磁共振教学的方法以及遇到的实际问题进行阐述.结果通过合理安排课堂内容,可以开扩学员的思路,培养学生的科研能力.结论影像学是医学领域中发展最快的学科之一,只有利用多种渠道和资源,才能紧跟世界医学发展的前沿.
简介:摘要目的探讨磁共振成像(MRI)纹理分析评价移植肾功能损伤的价值。方法回顾性分析2013年11月至2016年12月在常州市第一人民医院行异体肾移植术的66例患者资料[男42例,女24例,年龄22~63(40±10)岁]。根据患者MRI检查当日的估算肾小球滤过率(eGFR)分为移植肾功能良好(nRAF)组(15例)、移植肾功能轻中度损伤(mRAI)组(18例)、移植肾功能重度损伤(sRAI)组(33例)。所有患者术后1年内行常规T2加权像(T2WI)、磁敏感加权成像(SWI)、血氧水平依赖(BOLD)MRI扫描(一次检查完成所有MRI扫描),提取移植肾MRI纹理特征,分别筛选出与eGFR相关系数|r|≥0.3(P<0.05)且Boruta算法Z值最高的T2WI、SWI、BOLD纹理特征。采用受试者工作特征(ROC)曲线分析MRI纹理特征鉴别nRAF组、mRAI组、sRAI组的诊断效能。结果筛选出与eGFR相关系数|r|≥0.3(P<0.05)且Boruta算法Z值最高的MRI纹理特征为T2WI_Perc.50%、SWI_Perc.01%、BOLD_S(4,4)Contrast、BOLD_S(5,5)Correlat。T2WI_Perc.50%、SWI_Perc.01%、BOLD_S(5,5)Correlat鉴别nRAF组与mRAI组的ROC曲线下面积(AUC)分别为0.785、0.720、0.700。T2WI_Perc.50%、SWI_Perc.01%、BOLD_S(4,4)Contrast、BOLD_S(5,5)Correlat鉴别nRAF组与sRAI组的AUC分别为0.687、0.733、0.784、0.737。BOLD_S(4,4)Contrast鉴别mRAI组与sRAI组的AUC为0.667。结论MRI纹理分析能够为评估移植肾功能损伤提供有价值的信息。
简介:摘要目的调查首发儿童少年精神分裂症患者静息态功能磁共振(fMRI)局部一致性(ReHo)的特点,分析幻听症状与ReHo的关系。方法收集新乡医学院第二附属医院2017年10月至2019年12月的住院部或门诊10~16岁患者(首发精神分裂症患者)79例(病例组),其中男28例,女51例,年龄(14.1±1.3)岁。同时,选取32名年龄性别等基线资料与病例组匹配的健康儿童作为健康对照。根据阳性症状量表(SAPS)中幻听评分结果将患者分为3组,无幻听组(0~1分)20例、轻中度幻听组(2~3分)36例、重度幻听组(4~5分)23例。采用阳性与阴性症状量表(PANSS)评估患者的精神症状。对所有被试者fMRI扫描数据进行ReHo分析。年龄作协变量,病例组与对照组之间,3组病例组之间进行协方差分析得出有差异的脑区,将差异脑区ReHo值与PANSS量表评分及幻听评分进行相关分析。结果病例组较对照组ReHo降低的脑区主要位于左侧额上回、右侧颞上回、左中央前回、右中央前回(均P<0.05)。3组患者之间ReHo差异的脑区主要位于右侧颞上回、左侧额中回、楔前叶、左中央前回(均P<0.05);与无幻听组比较,重度幻听组楔前叶ReHo值降低(全脑体素46)(P<0.05);与轻中度幻听组比较,重度幻听组左侧额中回、左中央前回ReHo值降低(均P<0.05)。幻听评分与右侧颞上回、左中央前回ReHo值呈负相关(rs=-0.34,-0.32,P<0.05);阳性症状评分与右侧颞上回ReHo值呈负相关(r=-0.23,P<0.05)。结论首发儿童少年精神分裂症存在多个脑区功能降低,静息状态下局部神经元自发活动异常可能与患者幻听的产生有关。脑功能异常可能是首发儿童少年精神分裂症的潜在神经基础。
简介:摘要目的利用静息态功能磁共振(fMRI)技术探讨慢性耳鸣患者大脑伏隔核(NAc)的异常定向功能连接,并确定这种连接程度与耳鸣临床特征之间的关系。方法回顾性收集2017年1月至2020年1月在南京市第一医院耳鼻喉科就诊的40例慢性双侧耳鸣患者[男12例,女28例,年龄26~63(50.6±11.6)岁]以及同期体检的40名听力正常的健康志愿者[男16例,女24例,年龄26~70(45.9±12.4)岁]的静息态fMRI数据,采用格兰杰因果分析(GCA)方法,选择双侧NAc作为种子点检测与全脑的定向功能连接,然后比较两组间的有效连接值,并计算其与耳鸣特征的相关性。结果与健康对照组相比,慢性耳鸣患者左侧NAc到左侧额中回的有效连接值增强 [(1.0±0.2)比(0.6±0.3)],右侧NAc到左侧额下回的有效连接值增强[(0.9±0.3)比(0.6±0.4)],右侧颞中回到左侧NAc的有效连接值增强[(1.0±0.2)比(0.5±0.3)],右侧额中回到右侧NAc的有效连接值亦增强[(0.9±0.2)比(0.6±0.4)](均P<0.05)。在校正年龄、性别、教育程度及灰质体积后,左侧NAc至左侧额中回增强的有效连接值与耳鸣残疾问卷得分呈正相关(r=0.386, P=0.020),右侧额中回至右侧NAc增强的有效连接值与耳鸣病程亦呈正相关(r=0.390, P=0.019)。结论慢性耳鸣患者大脑NAc与前额叶皮层之间定向功能连接增强。
简介:摘要目的探究幼年热惊厥对内侧颞叶癫痫(mTLE)灰质体积(GMV)的影响及其与病程的相关性。方法采用回顾性研究方法收集41例有幼年热惊厥病史的mTLE患者(mTLE-FC)、42例无原始促发因素的mTLE患者(mTLE-noIPI)以及42例年龄、性别相匹配的正常对照被试。对所有受试者进行高分辨率T1加权成像(T1WI)全脑磁共振成像扫描。采用基于体素的形态学测量方法获得灰质体积(GMV)脑图,并比较3组受试者GMV差异(P<0.01,高斯随机场理论校正),最后使用Spearmen秩相关分析探讨mTLE GMV变化与病程的相关性。结果相比于正常对照被试,各mTLE患者表现出广泛GMV降低,主要表现在致痫灶侧海马、丘脑、颞叶及双侧小脑。mTLE-FC患者致痫灶侧海马、杏仁核、颞下回及对侧海马、海马旁回、内扣带回GMV减少较mTLE-noIPI患者更明显。同时,mTLE-FC患者致痫灶侧杏仁核及海马GMV与病程呈显著负相关(r=-0.381,P=0.014),而mTLE-noIPI患者则无下降趋势(r=0.081,P=0.611),mTLE-FC患者致痫灶侧杏仁核及海马萎缩趋势显著大于mTLE-noIPI患者(P=0.029,置换检验)。结论mTLE患者存在以海马为主的双侧大脑半球广泛灰质结构损伤;既往有幼年热惊厥病史的mTLE患者脑损害更加广泛和严重,且随病程进行性加重的趋势更加明显,提示幼年热惊厥相关mTLE可能具有不同的病理生理机制。
简介:摘要目的探讨动脉自旋标记(ASL)和时间飞跃法磁共振血管造影(TOF MRA)联合检测颅内动静脉分流的准确性。方法回顾性分析从2020年5月1日至10月31日在宣武医院神经外科及放射及核医学科接受数字减影血管造影(DSA)和ASL、TOF MRA的39例已知或疑似脑血管畸形的患者资料,其中男18例,女21例,年龄5~64(33±18)岁。根据患者影像检查的出血表现,分为急性脑出血(n=13)与非急性脑出血亚组(n=26);并根据患者临床治疗史,分为治疗(n=11)与未治疗亚组(n=28)。然后分别由2名放射科医生以随机顺序盲法阅片,判断是否存在动静脉分流。以DSA为参考标准,以受试者工作特征曲线下面积(AUC)分别计算ASL或TOF MRA检测总体、急性脑出血亚组及治疗后亚组中动静脉分流的准确性。κ系数确定观察者间的一致性。结果39例患者中,DSA诊断动静脉畸形患者29例,未发现动静脉分流者10例。ASL与TOF MRA阅片的观察者间一致性良好-非常好(κ= 0.83~1.00)。在29例动静脉畸形患者中,对动静脉分流的检出率ASL为93.1%(27/29),TOF MRA为86.2%(25/29),而ASL与TOF MRA联合达到了100%。ASL、TOF MRA及联合两者诊断总体动静脉分流的AUC分别为0.966(95%CI:0.909~1.00)、0.914(95%CI:0.825~1.00)、0.983(95%CI:0.943~1.00),在急性脑出血亚组中诊断动静脉分流的AUC分别为1(95%CI:1.00~1.00)、0.833(95%CI:0.611~1.00)、1(95%CI:1.00~1.00)。结论ASL与TOF MRA联合是一种无创的检测动静脉分流方法。
简介:摘要目的结合低频振幅(ALFF)、比率低频振幅(fALFF)和百分比振幅(PerAF)三种不同静息态功能磁共振低频振幅算法研究终末期肾病患者自发性脑活动的变化,并分析自发性脑活动变化与临床变量之间的关系。方法回顾性收集2018年8月至2019年12月青岛大学附属医院肾内科及肾移植科31例维持性血液透析治疗的终末期肾病(ESRD)患者以及37名健康志愿者的资料。所有受试者均进行了静息状态功能磁共振成像(rs-fMRI)扫描。分别计算各组受试者全脑ALFF、fALFF、PerAF值。组间比较采用独立样本t检验,并使用Pearson相关分析探讨显著差异脑区自发性脑活动变化与临床变量之间的相关性。结果与健康对照组相比,ESRD患者右侧舌回、双侧楔前叶、左侧额下回、右侧中扣带回平均ALFF(mALFF)值减低[错误发现率(FDR)校正,均P<0.01];双侧楔前叶、双侧后扣带回皮质、右侧距状裂周围皮质、双侧顶下小叶/颞顶交界区(包括双侧角回、颞中回、左侧缘上回)及双侧额下回平均PerAF(mPerAF)值减低(FDR校正,均P<0.01);两组间平均fALFF(mfALFF)值差异无统计学意义。相关性分析显示ESRD患者右侧角回(r=-0.509, P=0.003)、左侧缘上回(r=-0.405, P=0.024)mPerAF值与血清钾离子浓度呈负相关。双侧楔前叶mALFF值(r=0.058, P=0.004)、左侧角回mPerAF值(r=0.415, P=0.020)与血红蛋白水平呈正相关。结论ESRD患者存在多个脑区自发性脑活动降低,主要位于默认模式网络(DMN)区域,可能是其脑损伤潜在的病理生理学机制;控制血钾及血红蛋白水平对预防ESRD患者脑损伤的进展至关重要。
简介:摘要目的探讨表观扩散系数(ADC)直方图在量化中重度新生儿缺氧缺血性脑病(HIE)中的诊断价值。方法回顾性分析2015年7月至2018年9月南京医科大学附属儿童医院中重度HIE患儿49例及同期就诊的无神经系统症状体征的足月新生儿为对照组31例的头颅磁共振成像(MRI)资料。采用ImgJ软件勾画丘脑/基底节层面全脑区域作为感兴趣区,用MRIcron软件获得ADC直方图及参数。比较HIE组和对照组之间各ADC直方图参数的差异。分析HIE组ADC直方图参数与新生儿神经行为(NBNA)评分的相关性。采用ROC曲线评价各参数的诊断效能。结果HIE组的ADC平均值、ADC最小值、ADC最大值、众数值(mode-value)、方差、异质性、10%~90%百分比ADC值分别为634±65、310±36、1 683±18、711±87、66 928±921、5 907±204、477±50、513±53、542±56、568±59、591±61、625±92、661±97、709±105、811±119,均高于对照组(均P<0.05),HIE组模态密度(mode-count)小于对照组(272±22比395±83,t=2.996,P<0.05)。差异有统计学意义的参数(平均ADC值、ADC最小值、ADC最大值、mode-count、mode-value、方差、异质性、10%~90%百分比ADC值)均与NBNA评分有相关性,其中mode-count与NBNA评分呈负相关(r=-0.369,P<0.05),其余呈正相关(均P<0.05)。方差的曲线下面积(AUC)最大(0.881),诊断效能其次为90%ADC值和ADC最大值。结论ADC直方图有助于诊断HIE,能够客观且量化反映脑组织的弥散信息,可评价HIE的严重程度。