多模态fMRI在精神分裂症研究中应用课件.ppt
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2、,功能,高分辨,简便、无创,结构,磁共振新技术概述X光CT,MRIfMRI功能高分辨简便、结构磁共振新技术概述,磁共振新技术概述,磁共振新技术概述,BOLD(blood oxygenation level dependent ) fMRI技术:,通过血氧水平改变产生的磁共振信号变化来反映脑区活动状况的功能,磁共振技术。,磁共振新技术概述,BOLD(blood oxygenation level d,BOLD信号反映了什么?,Bold信号,局部去氧血红蛋白比例,磁共振新技术概述,BOLD信号反映了什么?Bold局部去氧磁共振新技术概述,BOLD信号反映了什么?,血流动力学改变,血流动力学改变,B
3、OLD信号的改变输入,神经细胞活动输出,磁共振新技术概述,BOLD信号反映了什么?血流动力学改血流动力学改变BOLD,任务相关fMRI,静息态fMRI,磁共振新技术概述血氧水平依赖(BOLD),任务相关fMRI静息态fMRI磁共振新技术概述,没有任务刺激时,仍然存在BOLD信号的波动,磁共振新技术概述,没有任务刺激时,仍然存在BOLD信号的波动磁共振新技术概述,任务相关fMRI结果,任务状态,对照状态,=,-,任务状态功能磁共振的缺点 受任务设计的影响较大 需要较强的心理学背景 临床实用性不佳,很多任务病人无法完成 基线水平控制困难静息态fMRI具有更好的临床实用性!,磁共振新技术概述,任务相
4、关任务状态对照状态=-任务状态功能磁共振的缺点磁共,如何定义静息状态, 平躺,安静,无运动, 闭眼或睁眼,未进入睡眠, 无系统思维活动,磁共振新技术概述,如何定义静息状态 平躺,安静,无运动 闭眼或睁眼,未进入,临床诊断评估及病理机制探索,结构信息功能信息,磁共振新技术概述,结构与功能的结合能提供更多的信息,传统的新型的,临床诊断评估及结构信息磁共振新技术概述结构与功能的结合能提供,Re,hr,al,us,Ab,ru,l,D ho,lc,r,de,so,Di n,ve io,ti,da,fe,ta,Af,ni,op,n,Me,z,Sc,首发精神分裂症患者结构及功能分析,一,0,1,2,4 5
5、6,hi,c rt,orte,gA,ea,198219937,1210864203,10.3Schizophrenia,PrevalenceNearly13,000,000patients inChina, Now!,RehralusAbrulD holcrdesoDi,等受体的作用,功能药物对D2及GABA结构,脑结构及功能改变,疗效及副作用,基因异常与环境交互作用,脑结构及功能改变,临床症状,缺乏客观诊断及评估指标,首发精神分裂症患者结构及功能分析,一,等受体的作用功能脑结构及功能疗效及基因异常与环脑结构及功能,一,精神分裂症,非器质性疾病,是否真的没有结构异常?,首发精神分裂症患者结构及
6、功能分析,一精神分裂症非器质性疾病是否真的没有结构异常?首发精神分裂,一,Honea et al., 2005, Am J Psychiatry,进性灰质低抗病药物治疗的影响需要研究首发未用药分症患者,首发精神分裂症患者结构及功能分析,一Honea et al., 2005, Am J Psyc,Control,Schizophrenia,一,比较信号以体素(Voxel)为单位的比较方法,首发精神分裂症患者结构及功能分析,ControlSchizophrenia一比较信号首发精,一,研究目的,1.首发未用药精神分裂症患者是否存在脑灰质异常?2.如果存在脑灰质异常,这些改变是否与临床症状相关?3
7、.家族性及散发性精神分裂症患者之间是否存在脑灰质差异,如果有,这些差异是否也见于其父母之间,从而判断以上异常与遗传的相关性。,首发精神分裂症患者结构及功能分析,一研究目的1.首发未用药精神分裂症患者是否存在脑灰质异常?首,Structured Interview for,The severity of FSE :,一,纳入对象,-,17.8 5.2,冲动评分(Impulsive aggression),-,10.1 4.0,反应缺乏评分,(Anergia),抑 评分(Depression),思维障碍(Thought disturbance),-,51.8 9.114.4 3.510.0 2.8
8、11.2 2.510.5 4.7,-,26.2 7.6107.4 15.220.6 6.626.6 5.4,大体功能量表(GAF)PANSS 评分总分(Total)阴性评分(Negative)阳性评分(Positive),体重,37 : 3124.7 8.813.0 2.9166.8 6.458.7 10.6-,对照组(n=68),精神分裂症组,(n=68)38: 3024.2 8.611.8 3.2167.3 4.959.4 12.88.6 14.3,一般情况,年 者纳,性别(女:男)首发精神分裂症患龄(岁) 入标准教育年限(年)身高(厘米)DSM-IV (SCID-P)(公斤)病程(月),
9、PANSS对照纳入标准,the (Paranoid),一般评分(General)Screened using SCID-I/P激活性(Activation)Absence of 妄想评分history ofpsychiatric and郁neurological,illness,Lui et al., AJP 2009,首发精神分裂症患者结构及功能分析,Structured Interview forThe se,一,纳入对象,-,-,-,-,22.6 6.620.1 7.2,24.4 5.418.6 4.1,阴性评分(Negative)阳性评分(Positive),-,-,-,-,101.7
10、 15.5 93.615.4,总分(Total),PANSS 评分,-,-,4.8 3.2,4.1 3.1,病程(月),7.8 ,3.8-,8.2 3.4,6.7 ,2.8-,12.4 2.3 10.8 2.5,9.7 4.1,教育年限(年),3:5,5:5,5:5,5:5,性别(女:男),43.2,6.34:6,45.6 ,6.25:7,23.0 7.9) 41 3.7,21.2 7.5,22 8.2,年龄(岁),对照组(n=10),散发组(n=10),家族组(n=10),对照组(n=10),散发组(n=10),家族组(n=10),父母及对照,患者及对照,一般情况,家族性及散发性精神分裂症患
11、者及父母的脑结构研究,Lui, et al. PSYN,2009,首发精神分裂症患者结构及功能分析,一纳入对象-,一,方法,3T MR Scanner (EXCITE, GE,Milwaukee, USA)8 channel phase array head coil,Scan ParameterTRTEFlip AngleSlice ThicknessMatrixNEXNo. of SliceFOVPrepare TimeBandwidth,8.5msec3.4msec121mm512x5121.016024x24x0.7540027.78,SPGR protocol,首发精神分裂症患者结构
12、及功能分析,一方法3T MR Scanner (EXCITE, GE,S,Modulate data by Jacobian,一,方法,StandardNormalisation,Segment outputinto native space,Create custom symmetrictemplate,Segmentationoutput intostandardspace,Study Image,Optimallynormalisedwhole-brainimages,Extractthe whole-brain,Segmentoptimallynormalisedimages ando
13、utput intostandard space,Determine normalisationparameters from GM/WMcustom templates and apply tooriginal study imagedeterminants to retrieve volume lostduring normalisation,Cleansegmented mapsOptimisedmodulated GMand WM maps,StudyImage,Optimized-VBM,首发精神分裂症患者结构及功能分析,Modulate data by Jacobian一方法S,一
14、,首发精神分裂症患者结构及功能分析Schizophrenia VS Controls两样本t检验, 校正后 p 0.05,Lui et al., AJP 2009,一首发精神分裂症患者结构及功能分析Lui et al.,P0.01,P0.01,P0.01,Positive,Total,General,P0.05Impulsive aggressionP0.05ActivationP0.05Thought DisturbanceP0.01ParanoidP0.05STG和MTG的灰质体积与分裂症患者临床症状相关,一,结果,Lui et al., AJP 2009,首发精神分裂症患者结构及功能分析
15、,P0.01P0.01P0.01PositiveTota,一结果,Impulsive aggressionP0.01ActivationP0.01Thought DisturbanceP0.01ParanoidP0.05ACC的灰质体积与分裂症患者临床症状相关,Lui et al., AJP 2009,首发精神分裂症患者结构及功能分析PositiveP0.01,一Impulsive aggressionLui et,首发未用药精神分裂症患者存在脑灰质异常局部灰质异常与临床症状相关,STG, MTG, ACC,MRI,Schizophrenia,影像诊断及评估指标?Lui et al., AJP
16、 2009,一,首发精神分裂症患者结构及功能分析,首发未用药精神分裂症患者存在脑灰质异常STG, MTG,结果,ANOVA with posthoc Analysis,校正后 p 0.05,患者:家族 VS 散发 父母:家族 VS 散发,一,首发精神分裂症患者结构及功能分析,Lui, et al. PSYN,2009,结果ANOVA with post患者:家族 VS 散发 父,家族性患者及父母双侧丘脑灰质密度较散发患者及父母降低丘脑灰质改变 遗传丘脑灰质改变 家族性患者与散发性患者的症状差异(阴性症状,预后),讨论,Lui, et al. PSYN,2009,一,首发精神分裂症患者结构及功能
17、分析,家族性患者及父母双侧丘脑灰质密度较散发患讨论Lui, et,一,首发精神分裂症患者结构及功能分析,功能变化,结构改变,临床症状,一首发精神分裂症患者结构及功能分析功能变化结构改变临床症状,静息状态下反映生理活动的BOLD信号波动范围 (0.010.08 Hz)功能连接的定义: Cross correlations over time betweenspatially remote brain regions,功能连接,神经网络Raichle et al. PNAS 2001; Fox et al. PNAS 2005,一,首发精神分裂症患者结构及功能分析,静息状态下反映生理活动的BOLD
18、信功能连接神经网络一首,RegionalFunctionFunctionalConnectivity,局部,全脑,一,首发精神分裂症患者结构及功能分析,Regional局部全脑一首发精神分裂症患者结构及功,研究目的,1. 右侧颞上,中回和右侧扣带回前部的灰质降低是否会影响其所属的功能连接?2. 右侧颞上,中回和右侧扣带回前部所属的功能连接是否与临床症状相关,即哪些功能网络可能影响患者的临床症状?,一,首发精神分裂症患者结构及功能分析,研究目的1. 右侧颞上,中回和右侧扣带回前部的灰质降低是,纳入对象,Scan ParameterTRTEFlip AngleSlice ThicknessMatr
19、ixNEXNo. of SliceFOVPhase,2000msec30msec905mm64x641.030240 x240mm2200,第一部分研究中的68例对照及68例分裂症患者Resting fMRI protocol3T MR Scanner (EXCITE, GE,Milwaukee, USA)8 channel phase array head coil,一,首发精神分裂症患者结构及功能分析,纳入对象Scan Parameter2000msec第一,方法,种子点相关分析法0.01-0.08Hz FilterCorrelateBold Signal in STG,一,首发精神分裂症
20、患者结构及功能分析,方法种子点相关分析法一首发精神分裂症患者结构及功能分析,结果,Functional connectivity map of 患者组p0.05, FWE,对照组 STG,一,首发精神分裂症患者结构及功能分析,Lui et al., AJP 2009,结果Functional connectivity map,结果,Functional connectivity map of MTG, p0.05, FWE,一,首发精神分裂症患者结构及功能分析,Lui et al., AJP 2009,结果Functional connectivity map,结果,对照组 患者组Functi
21、onal connectivity map of ACC, p0.05, FWE,一,首发精神分裂症患者结构及功能分析,Lui et al., AJP 2009,结果对照组 患者组一首发精神分裂症患,结果,组间分析结果显示精神分裂症患者各个功能网络与对照组之间并无显著差异(p0.05, two sample t-test),一,首发精神分裂症患者结构及功能分析,Lui et al., AJP 2009,结果组间分析结果显示精神分裂症患者各个一首发精神分裂症患者结,结果,静息状态功能连接与临床症状的相关系数表,0.043,反应缺乏,阴性,37,47,-56,-3,楔叶右侧颞上回 (Brodman
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- 多模态 fMRI 精神分裂症 研究 应用 课件
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