兒童額頂葉工作記憶功能的fMRI和DTI聯(lián)合應(yīng)用研究.pdf

1、第一部分
　　 目的：聯(lián)合應(yīng)用BOLD-fMRI和DTI 兩種最新的磁共振成像技術(shù)，定位正常兒童工作記憶功能中額頂葉皮層的激活區(qū)域，并用量化的指標(biāo)研究其激活強(qiáng)度與額頂葉各部位白質(zhì)纖維束彌散特性之間的關(guān)系。
　　 材料與方法：健康志愿者12 名，男女各6 名，平均年齡11.4歲。以步進(jìn)式視覺累加實(shí)驗(yàn)(PVSAT)作為刺激模式，對所有兒童進(jìn)行BOLD-fMRI 掃描，并以相同的定位及層厚進(jìn)行DTI 掃描。應(yīng)用SPM2軟件處理

2、fMRI 數(shù)據(jù)獲得平均激活圖，并用xjview軟件獲得每個(gè)激活區(qū)的解剖部位和激活像素?cái)?shù)量。將DTI 數(shù)據(jù)重建得到FA 圖，應(yīng)用MRIcro軟件將其與BOLD 功能激活圖疊加。在疊加圖上選取左額頂白質(zhì)興趣區(qū)(ROI)，應(yīng)用DTV-II.R1軟件測量每個(gè)ROI的FA 值。比較左側(cè)額頂葉白質(zhì)FA 值與激活區(qū)FA值之間的大小。并對左側(cè)額頂葉不同部位FA 值與左前額葉背側(cè)區(qū)(DLPFC)激活區(qū)像素?cái)?shù)量的相關(guān)性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。
　　 結(jié)果：

3、⑴額頂葉皮層為工作記憶功能最主要的激活區(qū)。其中雙側(cè)的頂下小葉區(qū)(BA40 區(qū))，額下回(BA44 及45 區(qū))可見激活，而優(yōu)勢半球(左側(cè))較對側(cè)激活區(qū)大、像素多。左側(cè)頂上小葉(BA7 區(qū))，左側(cè)扣帶回(BA32 區(qū))左側(cè)額上回、額中回、額下回(BA6、BA46、47 區(qū)及BA9 區(qū))、左側(cè)島葉(BA13 區(qū))及右側(cè)豆?fàn)詈丝梢娂せ?。⑵將腦激活圖疊加于FA 圖，可見腦的激活像素幾乎均位于各向異性程度低的區(qū)域。額頂葉白質(zhì)FA 值明顯大于激活區(qū)

4、域的FA 值，差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。⑶左額頂間白質(zhì)FA 值與左側(cè)DLPFC 激活區(qū)像素?cái)?shù)量存在相關(guān)性(r＝0.822，p=0.001)，而左頂葉白質(zhì)、左額葉白質(zhì)及左側(cè)半卵圓中心白質(zhì)與左側(cè)額上回激活區(qū)像素?cái)?shù)量未見相關(guān)性。
　　 結(jié)論：工作記憶激活的BLOD 信號主要位于額頂葉各向異性程度低的灰質(zhì)皮層，其激活強(qiáng)度與皮層下的白質(zhì)纖維成熟度有關(guān)。聯(lián)合應(yīng)用fMRI和DTI 技術(shù)有助于研究工作記憶過程中的功能變化與解剖結(jié)構(gòu)

5、特性之間的關(guān)系。
　　 第二部分
　　 目的：聯(lián)合應(yīng)用BOLD-fMRI和DTI 兩種最新的磁共振成像技術(shù)，對比正常兒童與成人額頂葉工作記憶功能激活皮層部位及強(qiáng)度的差異，及其與額頂葉間白質(zhì)纖維束成熟度的相關(guān)性。
　　 材料與方法：兒童組健康志愿者12 名，男女各6 名，平均年齡11.4歲；成人組健康志愿者12 名，男女各6 名，平均年齡22.4歲。以步進(jìn)式視覺累加實(shí)驗(yàn)(PVSAT)作為刺激模式，對所有試驗(yàn)者進(jìn)行B

6、OLD-fMRI 掃描，并以相同的定位及層厚進(jìn)行DTI掃描。應(yīng)用SPM2軟件處理fMRI 數(shù)據(jù)獲得平均激活圖，并用xjview軟件獲得每個(gè)激活區(qū)的解剖部位和激活像素?cái)?shù)量。將DTI 數(shù)據(jù)重建得到FA 圖，應(yīng)用MRIcro軟件將其與BOLD 功能激活圖疊加。在疊加圖上選取左額頂白質(zhì)興趣區(qū)(ROI)，應(yīng)用DTV-II.R1軟件測量每個(gè)ROI的FA 值。比較兒童組與成人組額頂葉工作記憶功能激活皮層部位及強(qiáng)度的差異；比較兩組白質(zhì)各興趣區(qū)的FA 值

7、；并對左側(cè)額頂葉不同部位FA 值與左前額葉背側(cè)區(qū)(DLPFC)激活區(qū)像素?cái)?shù)量的相關(guān)性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。
　　 結(jié)果：⑴兒童組在頂葉，包括雙側(cè)的頂下小葉區(qū)(BA40 區(qū))及左側(cè)頂上小葉(BA7區(qū))，激活較成人組更為顯著。而在雙側(cè)額下回(BA44 區(qū))，左側(cè)額上回、額中回、額下回(BA6、BA46 及BA9 區(qū))及右側(cè)額上回(BA10 區(qū))、成人組激活較兒童組顯著。差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。⑵左額頂間白質(zhì)、左頂葉白質(zhì)及左額葉白質(zhì)的FA 值在

8、兒童組均低于成人組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。⑶兒童組左額頂間白質(zhì)FA 值與左側(cè)DLPFC 激活區(qū)像素?cái)?shù)量存在相關(guān)性(r＝0.822，p=0.001)，而成人組兩者較兒童組都有增高現(xiàn)象但未見相關(guān)性(r＝0.186，p=0.563)。
　　 結(jié)論：額頂葉在兒童和成人都是工作記憶功能的主要激活區(qū)，其激活強(qiáng)度與皮層下的白質(zhì)纖維成熟度有關(guān)。聯(lián)合應(yīng)用fMRI和DTI 技術(shù)有助于研究腦的正常發(fā)育中結(jié)構(gòu)與功能的相關(guān)性。
　　 第三部分

9、>　　 目的：聯(lián)合應(yīng)用BOLD-fMRI和DTI 兩種最新的磁共振成像技術(shù)，對比分析學(xué)習(xí)障礙(LD)兒童與正常兒童在進(jìn)行工作記憶過程時(shí)額頂葉腦部激活區(qū)域強(qiáng)度以及白質(zhì)纖維發(fā)育的差異，探索學(xué)習(xí)障礙的病因。
　　 材料與方法：LD 兒童12 名，男女各6 名，配對選取與其同年齡、同性別的正常兒童作為對照組。以步進(jìn)式視覺累加實(shí)驗(yàn)(PVSAT)作為刺激模式，對所有試驗(yàn)者進(jìn)行BOLD-fMRI 掃描，并以相同的定位及層厚進(jìn)行DTI 掃描。

10、應(yīng)用SPM2軟件處理fMRI數(shù)據(jù)獲得平均激活圖，并用xjview軟件獲得每個(gè)激活區(qū)的解剖部位和激活像素?cái)?shù)量。將DTI 數(shù)據(jù)重建得到FA 圖，應(yīng)用MRIcro軟件將其與BOLD 功能激活圖疊加。在疊加圖上選取左額頂白質(zhì)興趣區(qū)(ROI)，應(yīng)用DTV-II.R1軟件測量每個(gè)ROI的FA 值。比較LD 兒童組與對照組額頂葉工作記憶功能激活皮層部位及強(qiáng)度的差異；比較兩組白質(zhì)各興趣區(qū)的FA 值；并對左側(cè)額頂葉不同部位FA 值與左前額葉背側(cè)區(qū)(DLP

11、FC)激活區(qū)像素?cái)?shù)量的相關(guān)性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。
　　 結(jié)果：⑴LD 兒童組雙側(cè)額頂葉幾乎所有區(qū)域激活較正常兒童組弱。差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。⑵LD 兒童組左額頂間白質(zhì)、左頂葉白質(zhì)及左額葉白質(zhì)的FA 值低于對照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。而左側(cè)半卵圓中心白質(zhì)的FA 值LD組與對照組差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。⑶對照組兒童左DLPFC 區(qū)激活像素?cái)?shù)量與左額頂間白質(zhì)FA 值存在相關(guān)性(r＝0.822，p=0.001)，LD 兒童組左DLPFC 區(qū)激活