赵娜:背外侧丘脑底核的精准定位及其功能连接的信度分析论文

赵娜:背外侧丘脑底核的精准定位及其功能连接的信度分析论文

本文主要研究内容

作者赵娜(2019)在《背外侧丘脑底核的精准定位及其功能连接的信度分析》一文中研究指出:背景在基底核环路中,丘脑底核(Subthalamic Nucleus,STN)既是间接通道的重要组成部分,又是超级连接通道的必经之路,可以调节基底核的GABA抑制神经递质的输出,进而影响大脑皮层,参与运动、认知以及情绪加工过程,具有非常重要的作用。相对于健康人对照组,帕金森氏病(Parkinson’s disease,PD)病人的STN活动增强,导致基底节到皮层抑制输出过多,从而带来各种运动障碍。以往静息态功能磁共振成像(Resting-state functional Magnetic Resonance Imaging,RSfMRI)研究发现PD病人的STN与运动皮层的功能连接(Functional Connectivity,FC)显著增强。并且STN的背外侧的感觉运动区(DL-STN)是深部脑刺激(Deep Brain Stimulation,DBS)手术最有效的刺激靶点。因此,DL-STN精准化的定位以及它的功能连接的皮层信度分析是理解PD的神经机制以及治疗的关键。而这方面前人并无研究。所以本论文的研究从两个方面展开:(1)个体化DL-STN的精准定位;(2)DL-STN单个体素的功能连接的信度分析。材料与方法本文使用3组数据:数据集1、2、3(Cohort-1,Cohort-2,Cohort-3)Cohort-1:21名健康被试(平均年龄22岁)分别在睁眼(EO)与闭眼(EC)状态下进行三次RS-fMRI平面梯度回波成像(Echo Planner Imaging,EPI)扫描,第一次(Visit-1,V1)与第二次(Visit-2,V2)使用3T GE MR750扫描仪,第三次(Visit-3,V3)使用3.0T Siemens Prisma扫描仪。Cohort-2:80名健康被试(平均年龄61岁)进行RS-fMRI EPI和增强梯度回波T2*加权成像(Enhanced gradient echo T2 star weighted angiography,ESWAN)扫描,扫描仪为3T GE MR750扫描仪。Cohort-3:Consortium for Reliability and Reproducibility(CoRR)数据的一部分(http://fcon1000.projects.nitrc.org/indi/CoRR/html/hnu1.html),采集于杭州师范大学。30名健康被试(平均年龄24岁)每隔三天进行一次RS-fMRI扫描,共扫描10次,由于本文探究的主要目的是为未来fMRI-guided rTMS治疗帕金森氏病提供一个稳定有效的刺激靶点,治疗时间不宜间隔过长,所以我们使用了Cohort-3中的V1,V2(距V1间隔4天(Interal Time,IT=4D)),V3(距V1间隔7天(IT=7D))扫描的数据;另一方面为了与Cohort-1中扫描仪内的两次扫描时间(V1&V2,间隔约14天(IT=14D))相对应,便于分析DL-STN功能连接的稳定性,我们同时纳入了Cohort-3的V5(距V1间隔14天(IT=14D))扫描数据。(1)首先,使用Cohort-1数据进行4种全脑逐个体素的指标(PerAF,ALFF,ReHo,DC)的扫描仪内信度和扫描仪间信度分析,为后面研究奠定方法基础。(2)由于帕金森氏病是一种老年化疾病,所以本论文使用Cohort-2老年人数据中ESWAN定位个体化DL-STN,然后计算个体MNI DL-STN坐标与组上平均MNI DL-STN坐标的欧几里得距离(Eclidean distance,ED)。由于大多数被试的ED小于3mm。这一差异在功能像上可以忽略不计。所以平均MNI DL-STN坐标代表所有个体DL-STN的坐标,左侧DL-STN坐标为(-12,-16,-9),右侧DL-STN坐标为(13,-15,-9)。(3)计算三组数据DL-STN的功能连接以及功能连接的单样本T检验(GRF校正,individual p<0.001,cluster p<0.05)。(4)Cohort-1与Cohort-3全脑DL-STN FC的信度分析。(5)Cohort-1与Cohort-3 FC峰值与峰值坐标的信度分析。结果与讨论 (1)在4个全脑逐个体素的指标信度分析中,扫描仪内信度的顺序是PerAF≈ALFF>ReHo>DC,而扫描仪间信度的顺序是PerAF>ALFF>ReHo>DC。(2)在RS-fMRI上,平均DL-STN与个体DL-STN坐标差异小于3mm,平均DLSTN坐标可代表所有个体DL-STN坐标。这一坐标对于将来DL-STN在fMRI研究中具有非常重要的意义。(3)DL-STN与辅助运动前区(Pre-supplementary Area,pre-SMA)、额下回三角部(pars triangularis,AAL),额中回(Middle Frontal Gyrus)的功能连接及其中到高的信度证明了皮层-基底核超级连接通路的存在,进一步验证了以往关于TMS治疗PD的神经机制的理论。(4)无论在Cohort-1还是Cohort-3,左侧DL-STN的功能连接在右侧额中回(BA9)都呈现出中到高的信度。相对于传统定位方式,这一结果可以使我们更加精确地锁定rTMS刺激靶点。提示我们这个区域可能是使用fMRI-guided TMS治疗PD的一个有效精确且稳定的刺激靶点。

Abstract

bei jing zai ji de he huan lu zhong ,qiu nao de he (Subthalamic Nucleus,STN)ji shi jian jie tong dao de chong yao zu cheng bu fen ,you shi chao ji lian jie tong dao de bi jing zhi lu ,ke yi diao jie ji de he de GABAyi zhi shen jing di zhi de shu chu ,jin er ying xiang da nao pi ceng ,can yu yun dong 、ren zhi yi ji qing xu jia gong guo cheng ,ju you fei chang chong yao de zuo yong 。xiang dui yu jian kang ren dui zhao zu ,pa jin sen shi bing (Parkinson’s disease,PD)bing ren de STNhuo dong zeng jiang ,dao zhi ji de jie dao pi ceng yi zhi shu chu guo duo ,cong er dai lai ge chong yun dong zhang ai 。yi wang jing xi tai gong neng ci gong zhen cheng xiang (Resting-state functional Magnetic Resonance Imaging,RSfMRI)yan jiu fa xian PDbing ren de STNyu yun dong pi ceng de gong neng lian jie (Functional Connectivity,FC)xian zhe zeng jiang 。bing ju STNde bei wai ce de gan jiao yun dong ou (DL-STN)shi shen bu nao ci ji (Deep Brain Stimulation,DBS)shou shu zui you xiao de ci ji ba dian 。yin ci ,DL-STNjing zhun hua de ding wei yi ji ta de gong neng lian jie de pi ceng xin du fen xi shi li jie PDde shen jing ji zhi yi ji zhi liao de guan jian 。er zhe fang mian qian ren bing mo yan jiu 。suo yi ben lun wen de yan jiu cong liang ge fang mian zhan kai :(1)ge ti hua DL-STNde jing zhun ding wei ;(2)DL-STNchan ge ti su de gong neng lian jie de xin du fen xi 。cai liao yu fang fa ben wen shi yong 3zu shu ju :shu ju ji 1、2、3(Cohort-1,Cohort-2,Cohort-3)Cohort-1:21ming jian kang bei shi (ping jun nian ling 22sui )fen bie zai zheng yan (EO)yu bi yan (EC)zhuang tai xia jin hang san ci RS-fMRIping mian ti du hui bo cheng xiang (Echo Planner Imaging,EPI)sao miao ,di yi ci (Visit-1,V1)yu di er ci (Visit-2,V2)shi yong 3T GE MR750sao miao yi ,di san ci (Visit-3,V3)shi yong 3.0T Siemens Prismasao miao yi 。Cohort-2:80ming jian kang bei shi (ping jun nian ling 61sui )jin hang RS-fMRI EPIhe zeng jiang ti du hui bo T2*jia quan cheng xiang (Enhanced gradient echo T2 star weighted angiography,ESWAN)sao miao ,sao miao yi wei 3T GE MR750sao miao yi 。Cohort-3:Consortium for Reliability and Reproducibility(CoRR)shu ju de yi bu fen (http://fcon1000.projects.nitrc.org/indi/CoRR/html/hnu1.html),cai ji yu hang zhou shi fan da xue 。30ming jian kang bei shi (ping jun nian ling 24sui )mei ge san tian jin hang yi ci RS-fMRIsao miao ,gong sao miao 10ci ,you yu ben wen tan jiu de zhu yao mu de shi wei wei lai fMRI-guided rTMSzhi liao pa jin sen shi bing di gong yi ge wen ding you xiao de ci ji ba dian ,zhi liao shi jian bu yi jian ge guo chang ,suo yi wo men shi yong le Cohort-3zhong de V1,V2(ju V1jian ge 4tian (Interal Time,IT=4D)),V3(ju V1jian ge 7tian (IT=7D))sao miao de shu ju ;ling yi fang mian wei le yu Cohort-1zhong sao miao yi nei de liang ci sao miao shi jian (V1&V2,jian ge yao 14tian (IT=14D))xiang dui ying ,bian yu fen xi DL-STNgong neng lian jie de wen ding xing ,wo men tong shi na ru le Cohort-3de V5(ju V1jian ge 14tian (IT=14D))sao miao shu ju 。(1)shou xian ,shi yong Cohort-1shu ju jin hang 4chong quan nao zhu ge ti su de zhi biao (PerAF,ALFF,ReHo,DC)de sao miao yi nei xin du he sao miao yi jian xin du fen xi ,wei hou mian yan jiu dian ding fang fa ji chu 。(2)you yu pa jin sen shi bing shi yi chong lao nian hua ji bing ,suo yi ben lun wen shi yong Cohort-2lao nian ren shu ju zhong ESWANding wei ge ti hua DL-STN,ran hou ji suan ge ti MNI DL-STNzuo biao yu zu shang ping jun MNI DL-STNzuo biao de ou ji li de ju li (Eclidean distance,ED)。you yu da duo shu bei shi de EDxiao yu 3mm。zhe yi cha yi zai gong neng xiang shang ke yi hu lve bu ji 。suo yi ping jun MNI DL-STNzuo biao dai biao suo you ge ti DL-STNde zuo biao ,zuo ce DL-STNzuo biao wei (-12,-16,-9),you ce DL-STNzuo biao wei (13,-15,-9)。(3)ji suan san zu shu ju DL-STNde gong neng lian jie yi ji gong neng lian jie de chan yang ben Tjian yan (GRFjiao zheng ,individual p<0.001,cluster p<0.05)。(4)Cohort-1yu Cohort-3quan nao DL-STN FCde xin du fen xi 。(5)Cohort-1yu Cohort-3 FCfeng zhi yu feng zhi zuo biao de xin du fen xi 。jie guo yu tao lun (1)zai 4ge quan nao zhu ge ti su de zhi biao xin du fen xi zhong ,sao miao yi nei xin du de shun xu shi PerAF≈ALFF>ReHo>DC,er sao miao yi jian xin du de shun xu shi PerAF>ALFF>ReHo>DC。(2)zai RS-fMRIshang ,ping jun DL-STNyu ge ti DL-STNzuo biao cha yi xiao yu 3mm,ping jun DLSTNzuo biao ke dai biao suo you ge ti DL-STNzuo biao 。zhe yi zuo biao dui yu jiang lai DL-STNzai fMRIyan jiu zhong ju you fei chang chong yao de yi yi 。(3)DL-STNyu fu zhu yun dong qian ou (Pre-supplementary Area,pre-SMA)、e xia hui san jiao bu (pars triangularis,AAL),e zhong hui (Middle Frontal Gyrus)de gong neng lian jie ji ji zhong dao gao de xin du zheng ming le pi ceng -ji de he chao ji lian jie tong lu de cun zai ,jin yi bu yan zheng le yi wang guan yu TMSzhi liao PDde shen jing ji zhi de li lun 。(4)mo lun zai Cohort-1hai shi Cohort-3,zuo ce DL-STNde gong neng lian jie zai you ce e zhong hui (BA9)dou cheng xian chu zhong dao gao de xin du 。xiang dui yu chuan tong ding wei fang shi ,zhe yi jie guo ke yi shi wo men geng jia jing que de suo ding rTMSci ji ba dian 。di shi wo men zhe ge ou yu ke neng shi shi yong fMRI-guided TMSzhi liao PDde yi ge you xiao jing que ju wen ding de ci ji ba dian 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自杭州师范大学的赵娜,发表于刊物杭州师范大学2019-10-16论文,是一篇关于背外侧丘脑底核论文,功能连接论文,信度论文,帕金森氏病论文,重复经颅磁刺激论文,杭州师范大学2019-10-16论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自杭州师范大学2019-10-16论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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