原發(fā)性開(kāi)角型青光眼fMRI視網(wǎng)膜皮層映射分區(qū)及V1區(qū)皮層功能變化的研究
發(fā)布時(shí)間:2018-02-23 23:13
本文關(guān)鍵詞: 視網(wǎng)膜 感受野 功能磁共振 視皮層 子午線(xiàn) 視網(wǎng)膜 視野 功能磁共振 青光眼 視皮層 第四腦室 容積 磁共振成像 器官測(cè)量 出處:《第三軍醫(yī)大學(xué)》2010年碩士論文 論文類(lèi)型:學(xué)位論文
【摘要】: 背景與目的 近年來(lái)視網(wǎng)膜皮層映射圖技術(shù)得到了很大發(fā)展,包括fMRI、腦電圖、腦磁圖等,其中Bold-fMRI視網(wǎng)膜皮層映射技術(shù)具有高空間分辨率及無(wú)創(chuàng)特點(diǎn),非常適合活體人類(lèi)視覺(jué)系統(tǒng)的研究。目前大多采用行波方法成像,由于該技術(shù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理繁雜,一般人員較難掌握。在該部分中我們利用了子午線(xiàn)圖刺激法,旨在通過(guò)該方法檢測(cè)正常人視網(wǎng)膜膜皮層映射區(qū)的分布特征,探討其技術(shù)方法和意義,并為以后的視覺(jué)系統(tǒng)疾病研究提供方法學(xué)平臺(tái)。 方法 招募的4名健康成人志愿者,其中男性3名,女性1名,年齡31~57歲,均為右利手,雙眼視力正常。運(yùn)用對(duì)比度100%的水平和垂直黑白翻轉(zhuǎn)棋盤(pán)格子午線(xiàn)圖刺激。使用SIEMENS 3.0 T超導(dǎo)磁共振全身掃描儀,功能圖像采用EPI掃描序列,垂直于距狀裂冠狀位掃描,3D MPRAGE序列矢狀位采集高分辨率解剖數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理分析應(yīng)用BrainVoyager QX 2.0軟件,對(duì)解剖數(shù)據(jù)進(jìn)行去頭皮和顱骨、灰白質(zhì)分割、提取皮層灰質(zhì)、皮層重建、膨脹及切開(kāi)展平,把通用線(xiàn)性模型(general linear model,GLM)分析后的功能像疊加于展平皮層上,根據(jù)視網(wǎng)膜皮層映射的特征劃分視皮層區(qū)。 結(jié)果 實(shí)際反應(yīng)曲線(xiàn)與設(shè)計(jì)的模型曲線(xiàn)均擬合,1~4受試者垂直和水平子午線(xiàn)刺激的擬合程度相關(guān)系數(shù)r值分別為0.862、0.816,0.859、0.883,0.863、0.792和0.765、0.859,說(shuō)明子午線(xiàn)刺激獲得的功能像實(shí)際反應(yīng)曲線(xiàn)與設(shè)計(jì)的模型曲線(xiàn)均擬合較好;能達(dá)到劃分背側(cè)的V1d、V2d、V3、V3a和腹側(cè)的V1v、V2v、Vp及V4區(qū)的目的。(圖1)圖1:四個(gè)受試者枕葉視皮層分區(qū)圖,L-OL、R-OL分別表示左、右側(cè)枕葉 結(jié)論 子午線(xiàn)法fMRI視網(wǎng)膜皮層映射分區(qū)可以無(wú)創(chuàng)、詳細(xì)劃出早期視皮層V1~V4區(qū)之間的分界;各區(qū)的總體分布一致,但同一區(qū)的大小及其具體的功能解剖分區(qū)位置分布存在明顯個(gè)體差異,因此對(duì)視覺(jué)系統(tǒng)的研究必須要在分區(qū)基礎(chǔ)上研究分析更加準(zhǔn)確。 背景與目的 青光眼是我國(guó)嚴(yán)重的致盲眼病之一,目前在致盲眼病中排第二位,其中的原發(fā)性開(kāi)角型青光眼(primary open-angle glaucoma,POAG)是一組以視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞死亡伴隨視神經(jīng)萎縮、眼壓增高和特征性視野缺失為共同特征的非常復(fù)雜的眼病或綜合征群,對(duì)于該病確切病因、病程的了解還比較有限。近年來(lái)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)P图扒喙庋鄄∪耸w標(biāo)本研究表明,可能是一種整個(gè)視覺(jué)通路的神經(jīng)退變性疾病,包括皮層功能的改變。fMRI視網(wǎng)膜皮層映射(fMRI retinotopic mapping)圖技術(shù)在正常人視皮層功能組構(gòu)研究中得到廣泛應(yīng)用,具有高空間分辨率及無(wú)創(chuàng)特點(diǎn),已開(kāi)始用于弱視等視覺(jué)系統(tǒng)疾病的研究。該部分旨在通過(guò)子午線(xiàn)法fMRI視網(wǎng)膜皮層映射圖技術(shù)對(duì)枕葉視皮層功能分區(qū),并基于個(gè)體對(duì)青光眼患者和正常人雙側(cè)眼單獨(dú)刺激所致V1區(qū)皮層信號(hào)、激活面積進(jìn)行測(cè)量,并結(jié)合眼科相關(guān)檢查指標(biāo)分析其變化特點(diǎn),探討該病可能存在的中樞皮層機(jī)制及該技術(shù)在原發(fā)性開(kāi)角型青光眼中的應(yīng)用價(jià)值。 方法 從第三軍醫(yī)大學(xué)西南醫(yī)院眼科醫(yī)院和大坪醫(yī)院青光眼中心搜集原發(fā)性開(kāi)角型青光眼20名,年齡18~75歲,平均年齡50±8歲,男性15名,女性5名,均為右利手,雙眼矯正視力≥0.5。年齡和性別與病人相匹配的招募的正常志愿者20名,年齡20~75歲,平均年齡50±11歲,男性15名,女性5名,均為右利手,雙眼視力≥1.0。所有受試者實(shí)驗(yàn)前詳細(xì)告知實(shí)驗(yàn)流程并簽署知情同意書(shū)。所有患者和正常志愿者均接受單眼刺激和子午線(xiàn)圖雙眼同時(shí)刺激,單眼視覺(jué)刺激運(yùn)用圓形黑白翻轉(zhuǎn)棋盤(pán)格刺激,采用BLOCK設(shè)計(jì),子午線(xiàn)圖刺激同第一部分相關(guān)內(nèi)容。將子午線(xiàn)圖刺激的功能像疊加在膨脹皮層上根據(jù)視網(wǎng)膜在枕葉皮層拓?fù)溆成涮卣髑虚_(kāi)劃分出V1區(qū),以V1為感興趣區(qū)(region of interest,ROI),計(jì)算出雙側(cè)的V1面積,再把ROI調(diào)到單眼圓形棋盤(pán)格刺激的功能像和結(jié)構(gòu)像疊加圖上,提取雙側(cè)枕葉V1區(qū)BOLD信號(hào)(BOLD signal, %),平均雙側(cè)V1區(qū)BOLD反應(yīng)曲線(xiàn)平臺(tái)期各時(shí)間點(diǎn)信號(hào),最終得到單眼刺激V1的平均反應(yīng)大小。再通過(guò)手工畫(huà)出V1內(nèi)激活范圍保存為ROI,由軟件自動(dòng)計(jì)算出V1內(nèi)激活面積。應(yīng)用SPSS 16.0 for Windows軟件統(tǒng)計(jì)分析。正常人左眼與右眼、患者青光眼與對(duì)側(cè)眼(相對(duì)較重的眼稱(chēng)為青光眼,另一眼為對(duì)側(cè)眼)單獨(dú)接受刺激時(shí)V1區(qū)皮層反應(yīng)信號(hào)比較,采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn);患者的青光眼、對(duì)側(cè)眼分別與其匹配的正常受試者眼進(jìn)行比較,采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn);患者青光眼和對(duì)側(cè)眼單獨(dú)刺激時(shí)的V1皮層功能差異(信號(hào)異指數(shù))與視功能差異(PSD差異指數(shù))做線(xiàn)性相關(guān)分析;早期和中晚期病人V1區(qū)激活大小(激活面積指數(shù))分別左右側(cè)皮層比較,采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn);患者的對(duì)側(cè)眼V1激活大小與其年齡、性別、眼側(cè)別相匹配的正常人眼進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。P0.05有顯著性統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。 結(jié)果 1.經(jīng)過(guò)預(yù)處理,功能像頭動(dòng)超過(guò)2.5mm的患者2例、不能注意觀(guān)看視覺(jué)刺激的2例、結(jié)構(gòu)像頭動(dòng)過(guò)大致灰白質(zhì)分割不出的1例,嚴(yán)格控制被試頭動(dòng)、行為學(xué)表現(xiàn)及機(jī)械噪聲等因素影響后,最終符合實(shí)驗(yàn)要求的POAG患者共15例(男性10例,女性5例),其中早期患者7例,中期4例,晚期4例。從正常志愿者中選擇與POAG組受試者性別、年齡相匹配的對(duì)照組,共15例(男性10例,女性5例);颊呓M和正常對(duì)照組年齡采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn),t=-0.495,P=0.8628,表明無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。所有患者和志愿者的功能數(shù)據(jù)實(shí)際反應(yīng)曲線(xiàn)與設(shè)計(jì)的模型曲線(xiàn)均擬合較好,并可以清楚劃分出V1/V2區(qū)的分界。 2.POAG組的青光眼、對(duì)側(cè)眼單獨(dú)刺激時(shí)V1區(qū)BOLD信號(hào)均值分別為1.24%、2.18%,青光眼明顯較對(duì)側(cè)眼弱(t=4.757,P0.001)。正常對(duì)照組的左、右眼V1區(qū)BOLD信號(hào)均值分別為1.99%、1.96%,左右眼不存在差異(t=0.205,P=0.840);颊叩那喙庋、對(duì)側(cè)眼分別與其年齡、性別、眼側(cè)別相匹配的正常人眼進(jìn)行比較:青光眼和匹配眼單獨(dú)刺激時(shí)V1區(qū)BOLD信號(hào)均值為1.24%、2.01%,青光眼較正常人眼反應(yīng)弱(t=-3.011,P=0.006);對(duì)側(cè)眼和匹配眼單獨(dú)刺激時(shí)V1區(qū)BOLD信號(hào)均值分別為2.18%、1.95%,對(duì)側(cè)眼V1皮層反應(yīng)的均值較正常人眼高,但兩者不存在差異(t=0.742,P=0.465)。青光眼患者V1皮層反應(yīng)雙眼差異與視野檢查的PSD值差異做線(xiàn)性相關(guān)分析,青光眼與對(duì)側(cè)眼單獨(dú)刺激的V1皮層功能差異與視功能差異存在線(xiàn)性負(fù)相關(guān)(r=-0.887,P0.001)。(圖1,2) 3.正常人、早期患者、中晚期患者左右眼單獨(dú)刺激時(shí)左右側(cè)V1皮層的激活面積指數(shù)進(jìn)行配對(duì)樣本t檢驗(yàn):正常人左眼單獨(dú)刺激時(shí)左、右側(cè)V1的激活面積指數(shù)均值分別為0.83、0.88,右眼刺激時(shí)分別為0.81、0.86,左、右眼單獨(dú)刺激時(shí)右側(cè)V1激活均大于左側(cè)(t=-2.384,P=0.032;t=-2.247,P=0.041);早期患者左眼單獨(dú)刺激時(shí)左、右側(cè)V1的激活面積指數(shù)均值分別為0.66、0.85,右眼刺激時(shí)分別為0.67、0.81,右側(cè)V1激活均大于左側(cè)(t=-2.606,P=0.040;t=2.949,P=0.026);中晚期患者左眼單獨(dú)刺激時(shí)左、右側(cè)V1的激活面積指數(shù)均值分別為0.47、0.66,右眼刺激時(shí)分別為0.65、0.41,左眼刺激時(shí)右側(cè)V1激活大于左側(cè)(t=-2.783,P=0.027),右眼刺激時(shí)左側(cè)V1激活大于右側(cè)(t=2.621,P=0.034)。(圖3、4) 4.患者的對(duì)側(cè)眼V1激活面積指數(shù)與其年齡、性別、眼側(cè)別相匹配的正常人眼進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。對(duì)側(cè)眼和正常人眼的V1激活指數(shù)均值分別為0.70、0.85,患者對(duì)側(cè)眼V1皮層激活較匹配正常人眼低(t=-3.801,P=0.001)。較,正常人和早期患者右側(cè)V1均為右側(cè)激活大,而中晚期病人則轉(zhuǎn)變?yōu)樽髠?cè)V1激活較大 結(jié)論 1.青光眼存在皮層功能損害,而且青光眼皮層功能的損害與視覺(jué)功能的損害存在相關(guān)一致性。 2.青光眼患者隨疾病的進(jìn)展,V1皮層激活的左右不對(duì)稱(chēng)性發(fā)生改變,早期患者的左眼、右眼和中晚期的左眼保持了右側(cè)皮層優(yōu)勢(shì),而中晚期的右眼則變?yōu)樽髠?cè)V1皮層激活明顯;皮層激活不對(duì)稱(chēng)性的變化與視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層的受損模式存在一致性。 3.基于fMRI視網(wǎng)膜皮層映射分區(qū)的定位、定量測(cè)量是一種對(duì)青光眼視覺(jué)皮層功能變化臨床隨訪(fǎng)、評(píng)估測(cè)量的有用方法,也是活體人青光眼視覺(jué)通路跨突觸退變研究的潛在有用工具。 背景與目的 交通性腦積水、顱內(nèi)高壓、第四腦室內(nèi)出血擴(kuò)張、某些精神類(lèi)疾病、腦萎縮、第四腦室及周?chē)Y(jié)構(gòu)占位性病變均可導(dǎo)致第四腦室大小變化,對(duì)這些疾病的臨床診斷和科學(xué)研究均需以第四腦室容積的正常值為依據(jù)。但目前國(guó)內(nèi)、外對(duì)正常成人第四腦室的測(cè)量均局限于小樣本的CT徑線(xiàn)測(cè)量或尸體標(biāo)本的測(cè)量研究,徑線(xiàn)無(wú)法完全體現(xiàn)不規(guī)則的第四腦室空間狀態(tài),所測(cè)量值難以真實(shí)反映第四腦室容積大小,而尸體標(biāo)本難以反映活體人的正常形態(tài)大小結(jié)果。磁共振具有空間分辨力高、軟組織對(duì)比強(qiáng)、無(wú)骨偽影,重建后更能三維地顯示四腦室的精細(xì)解剖結(jié)構(gòu),可獲取正常人第四腦室的三維可視化圖譜。本研究基于1000例中國(guó)漢族正常成人三維高分辨率磁共振圖像,使用三維容積分析軟件自動(dòng)追蹤結(jié)合手工勾勒感興趣區(qū)域(region of interest,ROI)測(cè)量國(guó)人第四腦室容積,探討第四腦室容積的性別的差異及與年齡的相關(guān)關(guān)系,為人腦發(fā)育及相關(guān)疾病的研究、診斷提供基礎(chǔ)對(duì)照值,并為建立“中國(guó)成人數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)腦”提供該部分基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。 方法 采用全國(guó)16家醫(yī)院(醫(yī)院分布全國(guó)各地,重慶,四川,湖北,廣東,北京,山東,寧夏,山西,新疆,內(nèi)蒙,浙江,上海等地三級(jí)甲等醫(yī)院)多中心臨床研究形式,選取18~70歲健康中國(guó)漢族成年志愿者共1000名,按照年齡18~30、31~40、41~50、51~60、61~70歲進(jìn)行分組,分別定義為A、B、C、D、E年齡段組,男、女每組均為100例,所有受試者均行T1加權(quán)三維磁化強(qiáng)度預(yù)備梯度回波序列掃描,以Midob1.2軟件對(duì)三維數(shù)據(jù)重建后于矢狀位通過(guò)軟件自動(dòng)追蹤結(jié)合手工勾勒第四腦室邊界測(cè)量其容積,對(duì)不同性別、不同年齡組分別采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析、方差分析,年齡和容積做Pearson相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析。 結(jié)果 男性A、B、C、D、E組第四腦室容積分別為:(2.06±0.91)、(2.12±0.77)、(2.15±0.79)、(2.14±0.99)、(2.42±0.84)ml;女性分別為:(1.95±0.71)、(1.89±0.59)、(1.77±0.56)、(1.93±0.67)、(2.01±0.65)ml。男性容積大于女性具有顯著性統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(t=5.573,P=0.000);女性各年齡組間無(wú)顯著性差異(F=1.788,P=0.130),男性組間有顯著性差異(F=2.639,P=0.033),男性?xún)蓛杀容^結(jié)果60歲前后差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。男性容積和年齡有相關(guān),但相關(guān)性不強(qiáng)(r=0.119,P=0.008);女性容積和年齡不相關(guān)(r=0.041,P=0.360)。 結(jié)論 正常中國(guó)漢族成人第四腦室容積男性大于女性;男女性第四腦室容積隨年齡變化情況存在不同,男性60歲后容積增大,女性則不明顯。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】:第三軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2010
【分類(lèi)號(hào)】:R775
【參考文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):1527975
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