基于多模態(tài)功能磁共振的重復(fù)經(jīng)顱磁刺激促進(jìn)腦卒中運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)的作用機(jī)制研究
發(fā)布時(shí)間:2018-06-13 01:37
本文選題:卒中 + 運(yùn)動(dòng)障礙; 參考:《第二軍醫(yī)大學(xué)》2017年博士論文
【摘要】:第一部分腦卒中后運(yùn)動(dòng)皮層功能重組與運(yùn)動(dòng)障礙程度的相關(guān)性研究目的:本研究利用功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)結(jié)合經(jīng)顱磁刺激(Transcranial magnetic stimulation,TMS)的多模態(tài)評(píng)估方法,觀察早期缺血性卒中患者皮層功能重組與運(yùn)動(dòng)功能障礙程度的相互關(guān)系,探索缺血性腦卒中后運(yùn)動(dòng)功能損傷的神經(jīng)機(jī)制。方法:研究納入25例早期缺血性卒中伴有上肢運(yùn)動(dòng)功能障礙的患者(發(fā)病時(shí)間1-15天)。利用一般線性回歸模型(General-linear-model,GLM)和動(dòng)態(tài)因果模型(dynamic causal model,DCM)處理運(yùn)動(dòng)任務(wù)的fMRI數(shù)據(jù),評(píng)估任務(wù)相關(guān)的腦激活及皮層運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)有效連接性;利用TMS檢測(cè)運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位(motor evoked potential,MEP)的靜息閾值(Resting motor threshold,RMT)評(píng)估大腦運(yùn)動(dòng)皮層興奮性。運(yùn)動(dòng)功能的評(píng)估采用上肢FMA(Fugl-Meyer Assessment)評(píng)分。采用Pearson檢驗(yàn)對(duì)fMRI評(píng)估(腦激活值、有效連接參數(shù))與RMT、FMA評(píng)分分別進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果:TMS和fMRI結(jié)果顯示,患側(cè)半球初級(jí)皮層運(yùn)動(dòng)區(qū)(M1)皮層興奮性和fMRI激活強(qiáng)度與運(yùn)動(dòng)功能有顯著相關(guān)性(r=-0.789,p0.001;r=0.543,p=0.009);患側(cè)半球感覺(jué)皮層區(qū)fMRI激活與患側(cè)M1皮層興奮性有顯著相關(guān)性(r=0.743,p0.001);DCM分析顯示,健手和患手分別運(yùn)動(dòng)時(shí),雙側(cè)半球M1間均存在相互抑制性連接作用,與健手運(yùn)動(dòng)時(shí)相比,患手運(yùn)動(dòng)下健側(cè)M1對(duì)患側(cè)M1的抑制性作用較強(qiáng);相關(guān)性分析結(jié)果顯示,患手和健手分別運(yùn)動(dòng)時(shí),健側(cè)M1對(duì)患側(cè)M1的抑制性連接作用均與運(yùn)動(dòng)障礙程度呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.461,p=0.047;r=-0.486,p=0.022);患手運(yùn)動(dòng)時(shí),患側(cè)PMC對(duì)患側(cè)M1的促進(jìn)性連接增加與患側(cè)M1運(yùn)動(dòng)皮層興奮性顯著相關(guān)(r=-0.457,p=0.043),健手運(yùn)動(dòng)時(shí),健側(cè)M1對(duì)患側(cè)M1抑制性作用降低(r=0.542,p=0.020),或患側(cè)M1對(duì)健側(cè)M1抑制性連接作用增加(r=-0.472,p=0.036),與患側(cè)M1的皮層興奮性顯著相關(guān)。結(jié)論:腦卒中早期患側(cè)半球M1的功能障礙及皮層運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)有效連接的異?赡苁腔颊哌\(yùn)動(dòng)功能障礙潛在的神經(jīng)機(jī)制。在腦卒中早期階段,調(diào)節(jié)患側(cè)半球運(yùn)動(dòng)皮層興奮性及恢復(fù)雙側(cè)半球相互競(jìng)爭(zhēng)抑制的平衡,可作為促進(jìn)患者運(yùn)動(dòng)恢復(fù)的作用靶點(diǎn)及干預(yù)目標(biāo)。本研究為腦卒中早期神經(jīng)康復(fù)治療提供了重要的神經(jīng)生理學(xué)依據(jù)。第二部分基于多模態(tài)功能磁共振成像對(duì)腦卒中運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)的預(yù)測(cè)及恢復(fù)機(jī)制的研究目的:準(zhǔn)確預(yù)測(cè)腦卒中患者的運(yùn)動(dòng)功能預(yù)后,對(duì)于指導(dǎo)腦卒中早期個(gè)體化神經(jīng)康復(fù)治療至關(guān)重要。本研究基于多模態(tài)功能磁共振成像聯(lián)合TMS的神經(jīng)電生理技術(shù),探尋腦卒中患者運(yùn)動(dòng)功能預(yù)后的理想的預(yù)測(cè)評(píng)估方法,其次,通過(guò)對(duì)患者的長(zhǎng)期縱向的多模態(tài)評(píng)估隨訪,探索腦卒中后運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)的神經(jīng)機(jī)制。方法:研究納入34例缺血性卒中伴有上肢運(yùn)動(dòng)功能障礙的患者(發(fā)病時(shí)間1-16天),所有患者均在兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)(基線及發(fā)病3個(gè)月時(shí))接受多模態(tài)評(píng)估,包括臨床(年齡,運(yùn)動(dòng)障礙程度)、神經(jīng)電生理(TMS/MEP檢測(cè))與影像學(xué)(彌散張量成像DTI、任務(wù)態(tài)BOLD-f MRI)檢測(cè)。f MRI掃描的任務(wù)設(shè)計(jì)采用偏癱手被動(dòng)的對(duì)指運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)功能預(yù)后的評(píng)定選擇發(fā)病3個(gè)月后上肢FMA評(píng)分(FMA3m)。采用雙變量相關(guān)分析基線指標(biāo)與FMA3m的相關(guān)性,逐步多元線性回歸分析對(duì)FMA3m進(jìn)行預(yù)測(cè)并選擇最優(yōu)回歸模型。結(jié)果:在雙變量相關(guān)分析中,運(yùn)動(dòng)功能預(yù)后良好與以下基線評(píng)估指標(biāo)顯著相關(guān):(1)發(fā)病時(shí)的運(yùn)動(dòng)障礙程度(FMA)越小(r=0.814,p0.001),(2)皮質(zhì)脊髓束損傷程度(各向異性值)越小(r=0.394,p=0.021),(3)TMS可誘發(fā)出MEP波幅(r=0.626,p0.001),(4)運(yùn)動(dòng)任務(wù)相關(guān)的f MRI腦激活強(qiáng)度越高(p0.05)。在多元線性回歸分析中,與臨床和電生理指標(biāo)的預(yù)測(cè)模型相比,增加神經(jīng)影像學(xué)評(píng)估后可改善模型預(yù)測(cè)能力,f MRI運(yùn)動(dòng)皮層激活的預(yù)測(cè)能力優(yōu)于DTI檢測(cè)的皮質(zhì)脊髓束結(jié)構(gòu)損傷。年齡(b=-0.298,p=0.003)、急性期運(yùn)動(dòng)障礙程度(b=0.719,p0.001)及輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)(SMA)f MRI激活(b=-0.249,p=0.025)是腦卒中運(yùn)動(dòng)功能預(yù)后的獨(dú)立預(yù)測(cè)因素,組成了預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)功能預(yù)后的最優(yōu)模型,可解釋運(yùn)動(dòng)功能預(yù)后73.6%的變異性。長(zhǎng)期隨訪結(jié)果顯示,腦卒中后運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)與腦功能和皮質(zhì)脊髓束結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)改變呈顯著相關(guān)性。結(jié)論:利用f MRI結(jié)合臨床指標(biāo)(年齡、運(yùn)動(dòng)功能測(cè)定)可以對(duì)腦卒中運(yùn)動(dòng)功能預(yù)后進(jìn)行良好的預(yù)測(cè)。腦卒中早期任務(wù)態(tài)f MRI對(duì)運(yùn)動(dòng)皮層功能的評(píng)估,可作為對(duì)運(yùn)動(dòng)功能預(yù)后具有獨(dú)立預(yù)測(cè)價(jià)值的神經(jīng)影像學(xué)標(biāo)志。腦卒中運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)伴隨著動(dòng)態(tài)的腦結(jié)構(gòu)和功能重塑。第三部分基于任務(wù)態(tài)功能磁共振成像的重復(fù)經(jīng)顱磁刺激(r TMS)促進(jìn)腦卒中運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)的作用機(jī)制研究目的:利用任務(wù)態(tài)f MRI技術(shù),觀察缺血性卒中患者經(jīng)高頻與低頻r TMS治療后局部運(yùn)動(dòng)皮層活動(dòng)變化以及與運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)的相關(guān)性,探索卒中早期r TMS治療促進(jìn)運(yùn)動(dòng)皮層功能重組的中樞機(jī)制。方法:本研究招募90例于2015年1月至2016年12月在南京總醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科住院的首次缺血性卒中并伴有上肢運(yùn)動(dòng)功能障礙的患者,其中60例接受隨機(jī)化分組,分為高頻組(10Hz r TMS作用于患側(cè)半球M1)、低頻組(1Hz r TMS作用于健側(cè)M1)與對(duì)照組(1Hz r TMS作用于健側(cè)M1的假刺激),連續(xù)治療5天,所有患者住院期間均接受常規(guī)內(nèi)科治療及相同的運(yùn)動(dòng)康復(fù)治療。患者在r TMS治療前后的24小時(shí)內(nèi),和卒中發(fā)病3個(gè)月進(jìn)行臨床功能評(píng)分、神經(jīng)電生理(TMS/MEP)及運(yùn)動(dòng)任務(wù)態(tài)f MRI檢查。f MRI掃描的任務(wù)設(shè)計(jì)采用偏癱手被動(dòng)的對(duì)指運(yùn)動(dòng)。主要終點(diǎn)指標(biāo)為患側(cè)上肢FMA評(píng)分,卒中嚴(yán)重程度及日常生活能力分別采用NIHSS、Barthel Index評(píng)定。結(jié)果:臨床運(yùn)動(dòng)功能評(píng)估結(jié)果顯示,與對(duì)照組相比,r TMS組治療后及3個(gè)月隨訪時(shí),高頻與低頻組的FMA均顯著提高;神經(jīng)電生理結(jié)果顯示,與對(duì)照組相比,r TMS組治療后患側(cè)皮層興奮性均顯著提高,其中低頻組治療后的健側(cè)皮層興奮性顯著降低;f MRI結(jié)果顯示,在r TMS治療前后,三組患者偏癱手運(yùn)動(dòng)的f MRI激活有顯著性交互作用的腦區(qū)是雙側(cè)M1與SMA(p0.01)。針對(duì)f MRI結(jié)果,提取ROI內(nèi)激活值進(jìn)行組間比較,結(jié)果顯示,與對(duì)照組相比,高頻組的患側(cè)M1及SMA區(qū)激活強(qiáng)度顯著增加,低頻組在健側(cè)M1區(qū)激活顯著降低;高頻組與低頻組相比,治療后患側(cè)M1、健側(cè)M1及SMA激活均顯著增加(p0.05)。所有患者治療后患側(cè)M1區(qū)的激活強(qiáng)度與治療后的運(yùn)動(dòng)評(píng)分(r=0.313,p=0.043)及3個(gè)月隨訪時(shí)運(yùn)動(dòng)功能(r=0.447,p=0.017)呈顯著正相關(guān)。在卒中發(fā)病3個(gè)月時(shí),三組神經(jīng)電生理及腦激活模式差異亦無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)論:急性期和亞急性期缺血性卒中患者予高頻或低頻r TMS治療,通過(guò)調(diào)節(jié)腦局部運(yùn)動(dòng)區(qū)神經(jīng)活動(dòng),誘發(fā)運(yùn)動(dòng)皮層功能重組,促進(jìn)腦卒中運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)。此外,腦卒中早期的患側(cè)M1區(qū)f MRI激活強(qiáng)度對(duì)于運(yùn)動(dòng)功能預(yù)后具有預(yù)測(cè)價(jià)值。本研究利用運(yùn)動(dòng)任務(wù)f MRI聯(lián)合TMS評(píng)估,為卒中早期r TMS促進(jìn)運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)的作用機(jī)制提供了客觀的腦重塑依據(jù)。第四部分基于靜息態(tài)功能磁共振的r TMS對(duì)腦卒中皮層運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)功能連接影響的研究目的:利用靜息態(tài)功能磁共振(rs-f MRI)技術(shù),觀察缺血性卒中患者經(jīng)高頻與低頻r TMS治療后皮層運(yùn)動(dòng)功能網(wǎng)絡(luò)連接的變化,以及與運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)的相關(guān)性,探討r TMS治療促進(jìn)腦運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)功能重組的神經(jīng)機(jī)制。方法:本研究招募90例于2015年1月至2016年12月在南京總醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科住院的首次缺血性卒中并伴有上肢運(yùn)動(dòng)功能障礙的患者,其中60例接受隨機(jī)化分組,分為高頻組(10Hz r TMS作用于患側(cè)半球M1)、低頻組(1Hz r TMS作用于健側(cè)M1)與對(duì)照組(1Hz r TMS作用于健側(cè)M1的假刺激),連續(xù)治療5天,所有患者住院期間均接受常規(guī)內(nèi)科治療及相同的運(yùn)動(dòng)康復(fù)治療。所有患者住院期間均接受常規(guī)內(nèi)科治療及相同的運(yùn)動(dòng)康復(fù)治療。患者在r TMS治療前后的24小時(shí)內(nèi),和卒中發(fā)病3個(gè)月進(jìn)行臨床功能評(píng)分、神經(jīng)電生理(TMS/MEP)及rs-f MRI檢查。采用基于種子感興趣區(qū)的功能連接(FC)分析方法,提取以下運(yùn)動(dòng)相關(guān)功能區(qū)作為種子點(diǎn):雙側(cè)M1、雙側(cè)SMA、雙側(cè)背側(cè)前運(yùn)動(dòng)皮層(PMd)及雙側(cè)腹側(cè)前運(yùn)動(dòng)皮層(PMv),分別計(jì)算各種子點(diǎn)之間的功能連接系數(shù),比較治療前、治療后及3個(gè)月隨訪時(shí)三組患者運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)功能連接變化的差異,以及與運(yùn)動(dòng)功能改善的相關(guān)性。結(jié)果:臨床運(yùn)動(dòng)功能評(píng)估結(jié)果顯示,與對(duì)照組相比,r TMS組治療后及3個(gè)月隨訪時(shí),高頻與低頻組的FMA均顯著提高。FC分析結(jié)果顯示,與對(duì)照組相比,r TMS治療后,高頻組顯著增加的FC有患側(cè)M1-健側(cè)M1(p=0.007),患側(cè)PMv-健側(cè)M1(p=0.023),患側(cè)SMA-患側(cè)PMv(p=0.034),治療后患側(cè)M1與健側(cè)M1、患側(cè)SMA的FC增加值與運(yùn)動(dòng)功能改善呈顯著正相關(guān)(r=0.623,p=0.013;r=0.543,p=0.036);與對(duì)照組相比,r TMS治療后低頻組顯著增加的FC是健側(cè)M1-患側(cè)SMA,治療后健側(cè)M1-患側(cè)SMA的FC的增加量與運(yùn)動(dòng)功能改善呈顯著正相關(guān)(r=0.559,p=0.020)。在卒中發(fā)病3個(gè)月時(shí),低頻組的健側(cè)M1 健側(cè)SMA、健側(cè)M1-患側(cè)SMA的FC顯著降低(p0.05),提示了卒中早期的低頻治療對(duì)運(yùn)動(dòng)皮層功能連接可能具有長(zhǎng)效作用。結(jié)論:在缺血性卒中早期,高頻或低頻r TMS聯(lián)合常規(guī)運(yùn)動(dòng)康復(fù)治療,可改變皮層網(wǎng)絡(luò)腦區(qū)間功能連接,誘發(fā)皮層運(yùn)動(dòng)功能網(wǎng)絡(luò)重組,促進(jìn)患者運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)。與運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)有關(guān)的運(yùn)動(dòng)區(qū)功能連接可作為早期神經(jīng)康復(fù)治療的干預(yù)靶點(diǎn)和目標(biāo)。
[Abstract]:In the first part , the correlation between the functional reorganization of motor cortex and the degree of motor impairment was studied by using the multi - modal assessment method of functional magnetic resonance imaging ( MRI ) and Transcranial magnetic stimulation ( TMS ) . This study was based on multi - modal functional magnetic resonance imaging combined with TMS in the early stage of stroke . Objective : To evaluate the function of motor function in stroke patients . The results showed that the activation intensity of the affected side M1 and SMA was significantly higher than that in the control group . The results showed that the activation intensity of the affected side M1 and SMA was significantly increased in the early stage of stroke . 鍒嗕負(fù)楂橀緇,
本文編號(hào):2012050
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