原發(fā)性開角型青光眼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.pdf

1、第一部分正常人fMRI視網(wǎng)膜皮層映射分區(qū)的研究
　　 背景與目的：
　　 近年來視網(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創(chuàng)特點,非常適合活體人類視覺系統(tǒng)的研究。目前大多采用行波方法成像,由于該技術(shù)實驗設(shè)計和數(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圖刺激法,旨在通過該方法檢測正常人視網(wǎng)膜膜皮層映射區(qū)的分布特征,探討其技

2、術(shù)方法和意義,并為以后的視覺系統(tǒng)疾病研究提供方法學(xué)平臺。
　　 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。運用對比度100％的水平和垂直黑白翻轉(zhuǎn)棋盤格子午線圖刺激。使用SIEMENS3.0T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

3、2.0軟件,對解剖數(shù)據(jù)進行去頭皮和顱骨、灰白質(zhì)分割、提取皮層灰質(zhì)、皮層重建、膨脹及切開展平,把通用線性模型(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)論
　　 子午線法fMRI視網(wǎng)膜皮層映射分區(qū)可以無創(chuàng)、詳細劃出早期視皮層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體差異,因此對視

4、覺系統(tǒng)的研究必須要在分區(qū)基礎(chǔ)上研究分析更加準確。
　　 第二部分基于fMRI視網(wǎng)膜皮層映射圖的POAG患者V1區(qū)皮層信號和激活變化的研究
　　 背景與目的
　　 青光眼是我國嚴重的致盲眼病之一,目前在致盲眼病中排第二位,其中的原發(fā)性開角型青光眼(primary open-angle glaucoma,POAG)是一組以視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞死亡伴隨視神經(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

5、,對于該病確切病因、病程的了解還比較有限。近年來的動物實驗?zāi)Ｐ图扒喙庋鄄∪耸w標本研究表明,可能是一種整個視覺通路的神經(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創(chuàng)特點,已開始用于弱視等視覺系統(tǒng)疾病的研究。該部分旨在通過子午線法fMRI視網(wǎng)膜皮層映射圖技術(shù)對枕葉視皮層功能分區(qū),并基于個體對青光眼患者和正常人

6、雙側(cè)眼單獨刺激所致V1區(qū)皮層信號、激活面積進行測量,并結(jié)合眼科相關(guān)檢查指標分析其變化特點,探討該病可能存在的中樞皮層機制及該技術(shù)在原發(fā)性開角型青光眼中的應(yīng)用價值。
　　 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

7、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。所有受試者實驗前詳細告知實驗流程并簽署知情同意書。所有患者和正常志愿者均接受單眼刺激和子午線圖雙眼同時刺激,單眼視覺刺激運用圓形黑白翻轉(zhuǎn)棋盤格刺激,采用BLOCK設(shè)計,子午線圖刺激同第一部分相關(guān)內(nèi)容。將子午線圖刺激的功能像疊加在膨脹皮層上根據(jù)視網(wǎng)膜在枕葉皮層拓撲映射特征切開劃分出V1區(qū),以V1為感興趣區(qū)(region ofinterest,ROI),計算出雙側(cè)的V1

8、面積,再把ROI調(diào)到單眼圓形棋盤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(BOLD signal,％),平均雙側(cè)V1區(qū)BOLD反應(yīng)曲線平臺期各時間點信號,最終得到單眼刺激V1的平均反應(yīng)大小。再通過手工畫出V1內(nèi)激活范圍保存為ROI,由軟件自動計算出V1內(nèi)激活面積。應(yīng)用SPSS16.0for Windows軟件統(tǒng)計分析。正常人左眼與右眼、患者青光眼與對側(cè)眼(相對較重的眼稱為青光眼,另一眼為對側(cè)眼)單獨接受刺激時V1區(qū)

9、皮層反應(yīng)信號比較,采用配對樣本t檢驗;患者的青光眼、對側(cè)眼分別與其匹配的正常受試者眼進行比較,采用獨立樣本t檢驗;患者青光眼和對側(cè)眼單獨刺激時的V1皮層功能差異(信號異指數(shù))與視功能差異(PSD差異指數(shù))做線性相關(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,采用配對樣本t檢驗;患者的對側(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行獨立樣本t檢驗。P＜0.05有顯著性統(tǒng)計學(xué)差異。
　　 結(jié)論

10、
　　 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功能的損害存在相關(guān)一致性。
　　 2.青光眼患者隨疾病的進展,V1皮層激活的左右不對稱性發(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,而中晚期的右眼則變?yōu)樽髠?cè)V1皮層激活明顯;皮層激活不對稱性的變化與視網(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、定量測量是一種對青光眼視覺皮層功能變化臨床隨

11、訪、評估測量的有用方法,也是活體人青光眼視覺通路跨突觸退變研究的潛在有用工具。
　　 研究生期間其它工作基于高分辨率MRI的中國漢族成人第四腦室容積測量
　　 背景與目的
　　 交通性腦積水、顱內(nèi)高壓、第四腦室內(nèi)出血擴張、某些精神類疾病、腦萎縮、第四腦室及周圍結(jié)構(gòu)占位性病變均可導(dǎo)致第四腦室大小變化,對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)。但目前國內(nèi)、外對正常成人第四腦室的測量均局限于小樣本

12、的CT徑線測量或尸體標本的測量研究,徑線無法完全體現(xiàn)不規(guī)則的第四腦室空間狀態(tài),所測量值難以真實反映第四腦室容積大小,而尸體標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、軟組織對比強、無骨偽影,重建后更能三維地顯示四腦室的精細解剖結(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追蹤結(jié)合手工勾勒感興趣區(qū)域(region of interest,R

13、OI)測量國人第四腦室容積,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)對照值,并為建立“中國成人數(shù)字標準腦”提供該部分基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。
　　 方法
　　 采用全國16家醫(yī)院(醫(yī)院分布全國各地,重慶,四川,湖北,廣東,北京,山東,寧夏,山西,新疆,內(nèi)蒙,浙江,上海等地三級甲等醫(yī)院)多中心臨床研究形式,選取18～70歲健康中國漢族成年志愿者共1000名,按照年齡18～30、31～40

14、、41～50、51～60、61～70歲進行分組,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)三維磁化強度預(yù)備梯度回波序列掃描,以Midob1.2軟件對三維數(shù)據(jù)重建后于矢狀位通過軟件自動追蹤結(jié)合手工勾勒第四腦室邊界測量其容積,對不同性別、不同年齡組分別采用獨立樣本t檢驗分析、方差分析,年齡和容積做Pearson相關(guān)統(tǒng)計分析。
　　 結(jié)論
　　 正常中國漢族成人第四腦室容積男性大于女性