论文摘要
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。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 赵娜
导师: 臧玉峰,王珏
关键词: 背外侧丘脑底核,功能连接,信度,帕金森氏病,重复经颅磁刺激
来源: 杭州师范大学
年度: 2019
分类: 基础科学,医药卫生科技
专业: 生物学,基础医学,临床医学
单位: 杭州师范大学
分类号: R445.2;R338
总页数: 90
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