【摘要】：第一部分 慢性意識障礙患者靜息腦功能特征及其與預(yù)后的相關(guān)性目的:慢性意識障礙(DOC)是嚴(yán)重腦損傷后的臨床表現(xiàn),然而,目前對DOC患者殘存的意識功能檢測及預(yù)后判定仍不足。既往研究提示靜息腦網(wǎng)絡(luò)異常參與意識損傷過程,因此,本研究擬通過分析無反應(yīng)覺醒綜合征/植物狀態(tài)(UWS/VS)、最小意識狀態(tài)(MCS)患者與健康對照者間的靜息腦功能特征,探索DOC患者意識損傷的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)機(jī)制。尤為關(guān)鍵的第二個目的是,聯(lián)合受試者的靜息態(tài)功能磁共振(fMRI)和行為學(xué)特征,縱向隨訪分析DOC患者的預(yù)后是否受靜息腦網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié),集中明確內(nèi)側(cè)前額葉(mPFC)在意識恢復(fù)中的作用,從而深入理解意識恢復(fù)潛在的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)機(jī)制,探尋預(yù)后判斷指標(biāo)。方法:本研究采用兩批次、兩階段方式納入獲得性腦損傷后的DOC患者。第一批次基線期納入21例DOC患者,包括10例UWS/VS和11例MCS患者,以及11例健康對照者。應(yīng)用改良的昏迷恢復(fù)量表(CRS-R)和格拉斯哥昏迷量表(GCS)評估受試者的意識水平,同步予以靜息態(tài)fMRI掃描。采用低頻振蕩振幅(ALFF)以及基于種子點后扣帶回/楔前葉(PCC/PCU)的相關(guān)分析評估受試者的靜息腦功能。隨訪期,根據(jù)意識轉(zhuǎn)歸,UWS/VS患者分為兩亞組,一組脫離UWS/VS狀態(tài)(UWS-E),另一組仍處于UWS/VS狀態(tài)(UWS-R)。最終,比較DOC患者與對照者,UWS/VS與MCS患者,以及UWS-E與UWS-R患者間的靜息腦功能差異。第二批次基線期納入34例DOC患者,包括17例UWS/VS和17例MCS患者,意識水平評估同第一批次數(shù)據(jù),同步予以靜息態(tài)fMRI掃描。隨訪期,以CRS-R、格拉斯哥結(jié)局量表(GOS)等量表協(xié)助判斷DOC患者的意識結(jié)局,并同步復(fù)查fMRI。最終,利用圖論法檢測受試者默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)(DMN)內(nèi)部,尤其是mPFC節(jié)點的功能連接強(qiáng)度。一方面,分別橫向?qū)Ρ菵OC患者與對照者,UWS/VS患者與對照者,MCS患者與對照者間DMN功能模式差異;另一方面,以兩種方法綜合評估調(diào)節(jié)意識預(yù)后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)機(jī)制,其一,根據(jù)隨訪3月時GOS≥3分與否將DOC患者進(jìn)一步分為“清醒”和“未清醒”狀態(tài),比較兩組功能連接模式差異;其二,縱向比較意識改善患者基線期與隨訪期DMN功能模式差異。結(jié)果:1)通過第一批次基線數(shù)據(jù),本研究ALFF分析發(fā)現(xiàn),與健康對照者相比,DOC患者0.01-0.08 Hz、0-0.01 Hz、0.027-0.073 Hz頻段ALFF值顯著降低的腦區(qū)均位于PCC/PCU;基于種子點的功能連接分析提示,PCC/PCU與額頂葉、小腦等多個腦區(qū)的功能連接值均顯著降低。通過第二批次基線數(shù)據(jù),基于圖論的功能連接分析提示,與對照者比較,DOC患者mPFC節(jié)點功能連接顯著增強(qiáng),同時可見PCC/PCU和右外側(cè)頂葉皮層(LPC)節(jié)點功能連接顯著減弱,即,DOC患者呈現(xiàn)前后頭部網(wǎng)絡(luò)功能連接解離現(xiàn)象。進(jìn)一步亞組分析提示,UWS/VS患者表現(xiàn)為PCC/PCU功能連接顯著減弱,MCS患者表現(xiàn)為mPFC功能連接顯著增強(qiáng),提示不同程度DOC患者的DMN模式不一致,以mPFC為代表的前頭部網(wǎng)絡(luò)連接顯著增強(qiáng)以補(bǔ)償后頭部網(wǎng)絡(luò)功能降低的現(xiàn)象可見于MCS患者,而非UWS/VS患者。2)第一批次數(shù)據(jù)總體水平研究提示,與UWS-R患者相比,3例UWS-E患者ALFF顯著增加的腦區(qū)主要位于右側(cè)小腦,PCC/PCU功能連接未見顯著改變。然而,個體水平研究提示,UWS-E患者PCC/PCU與左側(cè)顳中回間的功能連接程度呈現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)象。第二批次數(shù)據(jù)表明,隨訪3月時GOS≥3分的11例DOC患者與GOS3分的18例患者比較,前者功能連接顯著增強(qiáng)的腦區(qū)為mPFC。隨訪中,其中5例DOC患者由UWS/VS轉(zhuǎn)化為MCS或脫離MCS(EMCS)狀態(tài),或由MCS轉(zhuǎn)化為EMCS狀態(tài),其PCC/PCU,mPFC,右側(cè)LPC,雙側(cè)ITC,右側(cè)小腦和丘腦功能連接均呈上升趨勢,但未見顯著統(tǒng)計學(xué)差異。結(jié)論:DMN功能連接完整性,尤其是PCC/PCU,mPFC及右側(cè)LPC,可用于評估獲得性腦損傷患者的意識水平。然而,意識相關(guān)的DMN連接中斷或重建呈現(xiàn)不均衡的動態(tài)變化模式,mPFC功能連接的增強(qiáng)可能是意識恢復(fù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)機(jī)制。第二部分 20 Hz rTMS對慢性意識障礙患者行為及靜息腦功能的影響目的:本研究聯(lián)合行為學(xué)表征和網(wǎng)絡(luò)特征,初步探索重復(fù)經(jīng)顱磁刺激(rTMS)對意識障礙(DOC)的調(diào)節(jié)作用并觀察刺激前后神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連接的變化。方法:本研究納入7例DOC患者和11例健康對照者。采用隨機(jī)雙盲空白對照方式,對所有DOC患者在左側(cè)第一運(yùn)動皮層(M1)給予20 Hz rTMS真、假刺激,每一刺激周期為5個連續(xù)工作日,刺激間期為一周。采集刺激前、刺激后的改良的昏迷恢復(fù)量表(CRS-R)評分和靜息態(tài)功能磁共振(fMRI)數(shù)據(jù)。以默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)(DMN)和額頂葉網(wǎng)絡(luò)的功能連接作為中心靶點,包括后扣帶回(PCC/PCU),內(nèi)側(cè)前額葉(mPFC),雙側(cè)外側(cè)頂葉皮層(LPC),雙側(cè)顳下皮層(ITC),丘腦和雙側(cè)背外側(cè)前額葉(DLPFC),比較DOC患者與健康對照組間網(wǎng)絡(luò)連接差異;對DOC患者在總體及個體水平上評估真、假刺激前后DOC患者行為及腦功能連接的變化。結(jié)果:1)7例患者均未見rTMS刺激的副作用。2)與對照組相比,DOC患者DMN和額頂葉網(wǎng)絡(luò)多個腦區(qū)功能連接均顯著改變,包括右側(cè)LPC,左側(cè)ITC和左側(cè)DLPFC。3)總體行為學(xué)研究發(fā)現(xiàn),與rTMS真刺激前比較,真刺激后DOC患者CRS-R總分輕度改善,但未見顯著統(tǒng)計學(xué)差異。然而,與rTMS假刺激前比較,假刺激后CRS-R總分未見改善。個體行為學(xué)研究發(fā)現(xiàn),1例MCS患者CRS-R評分納入研究期間見提高。4)總體水平的縱向研究發(fā)現(xiàn),與刺激前比較,DOC患者rTMS真刺激后功能連接呈現(xiàn)增強(qiáng)趨勢,包括左側(cè)LPC節(jié)點與右側(cè)扣帶回和額下回之間的連接網(wǎng)絡(luò),左側(cè)ITC節(jié)點與楔葉之間的連接網(wǎng)絡(luò),以及右側(cè)DLPFC節(jié)點與右側(cè)小腦之間的連接網(wǎng)絡(luò)。相反,與刺激前比較,DOC患者rTMS假刺激后感興趣區(qū)域的腦網(wǎng)絡(luò)未見顯著增強(qiáng)或增強(qiáng)趨勢。個體水平的縱向研究亦提示,行為學(xué)上意識明顯好轉(zhuǎn)的MCS患者,左側(cè)LPC、左側(cè)ITC以及右側(cè)DLPFC節(jié)點的功能連接均有提高。結(jié)論:本研究無足夠證據(jù)支持左側(cè)M1區(qū)20 Hz rTMS對DOC患者的意識改善作用。本研究提示基于靜息態(tài)功能連接技術(shù)挖掘的DMN和額頂葉網(wǎng)絡(luò)的功能重組,即左側(cè)LPC,左側(cè)ITC和右側(cè)DLPFC節(jié)點,可能是rTMS改善意識水平的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。
【圖文】：

圖１－２－１研究流程１：第一批次數(shù)據(jù)基線期逡逑

圖１－２－２研究流程２：第一批次數(shù)據(jù)隨訪期逡逑
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：R445.2;R749.1

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本文編號：2609462