局部脑损害（脑卒中与脑胶质瘤）的脑网络研究及其临床应用

局部脑损害（ 脑卒中与脑胶质瘤 ） 的脑网络研究及其临床应用

赵立军 范俊英 通讯作者

内蒙古科技大学包头医学院第一附属医院 内蒙古包头 014010

【摘要】随着医疗领域对核磁共振成像技术研究的日益深入，也由此引发了关于大脑网络分析的热议，揭示局部性脑损害对脑结构和功能网络的影响，阐明局部性脑损害后神经功能恢复过程中脑网络的变化模式以及这些模式是否能作为预后判断的影像学标志。本报告就对核磁共振技术中有关结构像与功能像的现状研究及其在脑疾病领域的应用展开综述。

【关键词】局部脑损害；脑网络；核磁共振

随着磁共振技术的发展，为临床医疗对大脑结构的研究提供了更有利的支持，关于精神性疾病可能会给大脑结构带来的损伤也基本得到了证实。特别是近年间，图论知识被广泛用于大脑网络研究中，亦更进一步促进了磁共振脑成像事业的发展。用于大脑成像中的技术多种多样，如大脑结构像成像技术有磁共振、弥散张量成像技术等；如大脑功能成像技术有fMRI技术、脑电图和脑磁图等，这些都为我们在不同角度上研究大脑提供了丰富的模态信息。

1大脑结构像成像技术

1.1结构磁共振成像

磁共振成像的临床应用凸显出分辨率高、多参数成像、无骨性伪影及放射性损伤等特点，被广泛用于大脑结构与功能的研究中。通过设置各不相同的成像序列与参数，便可实现对脑部结构图像及功能图像的采集，继而做出对脑机制和病理研究影像学表征的结果描述。

结构磁共振成像在对某组织结构细节进行描述时，主要基于图像灰度值结果。具体而言：在人体中有着氢原子核的广泛分布，其质子是可以自旋运动的，也会因此产生磁矩，能将其看成细小的条形磁体，在被检测组织（例如头部）置于不会随着时间发生变化且有着均匀分布的恒定磁场空间里，再施以一定的射频脉冲，如果射频脉冲率、氢原子核进动频率两者维持一致，那么氢原子核便能够于其中吸收到能量，产生共振。若射频脉冲的施加停止，随之氢原子核也不再维持该状态，继而恢复到恒定磁场空间中的原始排列形态，释放出的能量减小，成为射电信号。在这一过程中，以时间常数T1作为被检测组织纵向磁化矢量恢复快慢程度的描述，时间常数T2作为对其过程耗时的描述。这两个指标便可对被检测组织的解剖学结构进行反映。

近些年，结构磁共振成像技术也被广泛用于脑机制研究和脑神经系统疾病当中，如郑成凤^[1]研究报道中通过采用磁共振成像技术评价缺血性脑卒中病人颅内动脉硬化疾病，发现该技术能够清晰显示出动脉管壁结构，这也给临床治疗脑卒中提供了一定的客观支持。

1.2弥散张量成像技术（DTI）

该技术是近年来临床研究较多的一种多模态MRI技术，能够检测到水在脑组织中的扩散，平均扩散系数、各向异性分数和径向及轴向扩散率均为其重要参数，能够反映出水在各个方向的扩散程度、组织中的扩散方向等。黄干^[2]等研究报道中基于弥散张量成像对大脑网络结构进行了探索，发现当年龄越来越大时，人们大脑网络信息的传输效率会愈渐下降。周克贵^[3]等研究报道，弥散张量成像从结构方面能够反映出脑白质的结构特性，与功能磁共振成像可实现互补，促进神经功能与神经功解剖的联合，为脑卒中后研究其康复机制提供有效证据。

2大脑功能像成像技术

2.1功能磁共振成像

功能磁共振成像fMRI为基于磁共振成像的一种神经成像技术，该技术能够采集脑图像中各体素血氧水平依赖信号，从而结合该信号的强弱性，便可做出对各个脑区具体活动实际的判断。临床对fMRI影像采集手段的应用分为任务态fMRI与静息态fMRI。目前临床主要是将fMRI应用在术前脑功能定位检测中，用以判定其对相关脑区的影响，为手术计划的制定和预后判断提供参考。如李安琪^[4]研究报道中提出基于多模态磁共振成像技术，可以实现从解剖水平、功能水平以及分子水平上来对脑胶质瘤异柠檬酸脱氢酶突变状态的评估，据此指导临床设计治疗方案、评估预后，提供准确的影像学信息。

2.2脑磁图

脑磁图无需直接与皮肤接触，便可实现对大脑磁场信息的无损记录，有着灵敏度高、高时间分辨率以及高空间分辨率等优势，对人脑工作机制研究有重要意义。雷霆^[4]等通过静息态脑磁图来评估胶质瘤对人大脑功能连接网络的影响，指出胶质瘤患者的大脑小世界有网络特性变化，且其低Gamma与高Gamma频段有功能连接显著下降的表现。

2.3脑电图

吴红举^[6]等报道中探讨了振幅整合脑电图对胶质瘤患者预后的评估价值，研究结论指出对患者预后生存有很好的临床诊断和评估价值，经Pearson分析可显示出胶质瘤患者预后死亡与脑电图评分、背景活动分级、临床分期、组织学分级以及肿瘤最大直径存在的相关性。可见，根据脑电图评估，可用于对胶质瘤患者预后生存情况的评估。

3小结

综而以上，局部脑损害与复杂的脑网络变化有密切关联，对于局部脑损害的脑网络研究，磁共振技术、弥散张量成像技术、fMRI技术等皆能帮助并且解决相关临床问题，帮助了解患者病情状态、评估其预后，便于医生做出适当的判断与应对措施，保证患者生活质量。

参考文献

[1] 郑成凤. 高分辨率磁共振成像在诊断缺血性脑卒中病人颅内动脉硬化疾病梗死机制中的临床价值[J]. 养生保健指南,2019(22):107.

[2]黄干, 姚旭峰, 于同刚,等. 基于弥散张量成像的脑结构网络增龄性变化研究[J]. 医学影像学杂志, 2019, 029(009):1441-1445.

[3] 周克贵,柯开富. 功能磁共振与弥散张量成像对脑卒中后运动功能恢复的研究[J]. 中华老年心脑血管病杂志,2010,12(4):380-382.

[4]李安琪. 多模态磁共振功能成像评估脑胶质瘤IDH1基因状态的研究进展[J]. 放射学实践,2020,35(5):678-681.

[5] 雷霆,胡新华,杨坤,等. 胶质瘤功能连接网络的静息态脑磁图研究[J]. 立体定向和功能性神经外科杂志,2011,24(6):326-330.

[6] 吴红举,贾东佩,胡科,等. 振幅整合脑电图评分系统对胶质瘤患者预后的评估价值[J]. 实用癌症杂志,2021,36(5):762-764,771.

本项目为包头医学院科学研究基金项目自然青苗计划 基金号；BYjj-QM-201924

国家自然科学基金项目；（81960238）2020.1-2023.12

包头市医学重点学科项目；（BWXK201910）2020-2022

昆都仑区科技计划项目2019.11-2021.12