应用静息态功能磁共振成像技术分析视神经炎患者初级视觉皮层功能连接变化

应用静息态功能磁共振成像技术分析视神经炎患者初级视觉皮层功能连接变化

视神经炎（op）是年轻人最常见的炎症性和半干旱性疾病。笔者的研究应用功能连接(functionalconnectivity,FC)的方法分析首次发作的急性视神经炎患者初级视觉皮层(primaryvisualcortex,V1)与全脑其他脑区的功能连接变化,尝试发现AON患者脑功能改变的情况,筛选出与临床相关的影像学指标,协助监测病程和判断预后。1数据和方法1.1病例选择选择结果1)视神经炎患者符合临床诊断标准(美国视神经炎研究小组提出的ONTT标准根据纳入与排除标准,收集2011年3月~2013年5月首都医科大学同仁医院神经内科门诊或住院治疗的首次发作的视神经炎患者51例,男性9例,女性42例,年龄15~60岁,平均(37.51±13.03)岁。病程6天~4个月,平均(40.44±29.28)天。同步听觉连续加法测验(pacedauditoryserialadditiontest,PASAT)评分23~60,平均评分45.33±10.63。其中单眼起病35例,双眼同时起病9例,双眼先后起病7例,均为首次发作。正常对照组:选择与患者性别、年龄相匹配的志愿者作为正常对照组,共50例,男性10例,女性40例,年龄18~59岁,平均(36.67±11.45)岁。志愿者均无任何神经系统症状与体征,且常规头颅MRI扫描表现正常。所有被试者均为右利手,且均签署知情同意书。1.2空间数据预处理应用超导型3.0T全身磁共振扫描仪(SiemensMagnetomTrioTim),梯度场强为45mT/m,扫描序列包括:1)横断面T首先使用统计参数图(statisticalparametricmapping,SPM5)进行数据预处理。按照时间配准、头动校正、实施空间标准化的步骤进行预处理,再进行4mm全宽半高高斯核空间平滑处理,以降低空间噪声;进一步使用线性回归来去除头动和其他噪声的影响采用SPManatomytoolbox中的概率图谱应用Resting-StatefMRIDataAnalysisToolkit软件分析V1区与全脑功能连接改变,所得数据采用SPSS19.0统计软件行独立样本t检验,将被试者的年龄作为协变量,体素间P值<0.01,且团块体积>270mm2结果2.1两侧扣带回、两侧功能合成设计与对照组相比,ON组两侧枕叶舌回与V1的功能连接明显减低,两侧扣带回、右侧缘上回、右侧楔前叶、左侧顶下小叶及右侧岛叶与V1的功能连接明显增强,且差异均具有统计学意义(均为P<0.01),见表1,(图1)。2.2右入神经回射后pasat评分与b的关系相关性分析结果,见表2显示,V1与右枕叶舌回、右额上回及右额叶内侧回的功能连接与PASAT评分呈正相关。功能连接的改变与患者视力、病程无显著相关性。3功能连接异常的脑区与临床认知评分的关系近年来功能磁共振成像已逐渐用于科研与临床,尤其在视觉研究中,fMRI直观显示了与视、知觉形成相关的皮层功能区,使人们有机会全面、准确地理解视知觉活动的神经机制。静息态fMRI通过对MRI信号低频涨落成分的同步性分析,可以得到大脑在静息状态下任意脑区的功能连接,目前在视觉相关的脑认知研究领域中取得进展,并逐步用于临床研究。笔者采用基于种子点的功能连接分析方法,对首次发作的视神经炎患者的脑功能进行了研究,结果发现ON患者的枕叶舌回与初级视觉皮层V1的功能连接较对照组明显减低,扣带回、右侧缘上回、右侧楔前叶、左侧顶下小叶及右侧岛叶与V1的功能连接较对照组明显增强,提示视觉功能相关的脑功能损伤和重塑并存,且部分功能连接异常的脑区与临床认知评分相关。视觉皮层位于枕叶的距状裂周围,接受来自丘脑的外侧膝状体信息,90%的视束会由外侧膝状体投射到V1区。V1区至枕顶叶皮层为背侧视觉通路,参与视觉刺激的空间位置和运动信息加工;V1区至枕颞叶皮层为腹侧视觉通路,参与物体识别和长期记忆静息态fMRI具有任务相关fMRI无法比拟的一些独特优势,如不需要患者过多配合、可以观察患者基线水平的脑功能等。有学者应用静息态fMRI观察多发性硬化患者的功能连接改变,发现患者V1区与右侧顶下小叶、额中回及右小脑的功能连接明显减弱,与两侧扣带回的功能连接增强以往笔者所在的课题组应用低频振幅法对MS和NMO患者在静息状态下的功能异常活动进行了研究,发现MS患者两侧丘脑、右侧岛叶及右颞上回的功能活动增强PASAT评分是一个应用广泛的认知功能评价方法,用来评估受试者持续注意力,信息处理速度,计算能力以及工作记忆。笔者的研究显示右枕叶舌回、右额上回及右额叶内侧回与PASAT评分呈正相关。GazzaleyA本研究有一定的局限性,由于是横向研究,只是初步探索了ON患者初级视觉皮层相关脑区的功能连接异常,还需要进一步扩大样本量,并进行纵向随访,将患者精细化分组,更深入的探索疾病的病生机制,为临床提供更全面的信息。总之,通过静息态-功能磁共振成像可以检测急性视神经炎患者视觉皮层与全脑功能连接的异常,并且其异常与患者认知功能损害具有一定相关性,提示静息态fMRI