应用功能磁共振成像（fMRI）对头针治疗中风偏瘫后脑功能重塑机制研究
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摘要
中风是一种常见的神经系统多发病,其死亡率和致残率相当高。80%以上的中风患者有不同程度的运动功能障碍,降低了患者的生活质量,给社会带来巨大经济损失。中风偏瘫的重要治疗方案之一是综合康复治疗,康复在改善中风患者各项功能障碍、促进患者回归社会等方面均具有重要的作用。中风康复治疗有多种方法,作为传统中医疗法的针灸治疗,以经络理论为指导,在中风病发展的各个时期和环节均起到逆转病情的作用。其中,头针在促进中风偏瘫、失语等功能障碍恢复方面有确切疗效。本课题通过功能磁共振成像(fMRI)技术,拟运用复杂脑网络技术,对头针治疗中风偏瘫的脑功能成像跟踪研究。功能磁共振成像(fMRI)可以对中风偏瘫患者运动神经功能康复过程进行连续监测,在神经功能皮层、运动功能神经环路、以及行为水平等不同层次上探索大脑神经可塑变化的机制。因此,有助于探索针刺特异性大脑激活功能区域,揭示头针这一传统中医疗法的疗效机制和对中枢的整体调节效应。同时,研究残存脑组织的重塑和功能代偿通路,有助于进一步明确中风偏瘫后运动功能的恢复机制。采用现代医学理论、信息处理技术和中医传统理论等多学科理念的交叉,本研究将初步出探索既适合中医针刺自身特点,又能得到这一研究领域普遍认可的创新性研究和评价方法。运用复杂脑网络技术图像数据,进行分析研究头针治疗的疗效评价。
应用功能磁共振成像(fMRI)对头针治疗中风偏瘫后脑功能重塑机制研究。
目的：运用复杂脑网络,分别对两组采集的静息态数据进行功能网络重建,分析重要运动功能区的连接节点,以及各功能区之间的时间相关性；并运用因果模型方法分析各运动功能脑区之间的相互作用关系,由此揭示中风偏瘫患者运动功能重组和脑重塑的可能机制。对两组数据进行对比分析,探讨头针对中风偏瘫脑功能重塑过程中的影响作用,以及头针在脑功能网络中的作用位点,进一步研究复杂脑网络在针刺试验研究中的方法学问题。
方法：采用随机数字表法将病例分为两组,头针组和对照组,各5例。头针组：头针治疗前和第2周分别进行功能磁共振成像(fMRI)采集2次结构像和静息功能像数据。对照组：入组第一天和第2周进行磁共振检查,采集2次结构像和静息功能像数据。应用功能磁共振成像(fMRI)分析采集的结构像和静息功能像数据。
结果：我们对中风偏瘫患者进行分析运动功能网络,设置对照组对比头针治疗观察其临床指标,而探讨头针治疗对脑网络的影响,其大脑运动功能损伤后其修复重塑机制。因为我们的观察对象以运动功能损伤为主,因此对运动功能网络研究的核心是数据分析,根据解剖结构和目前有关联的实验结果知识,在静息态数据处理中,我们以初级运动区运动区(M1)功能区为种子点(ROI),根据时间相关序列进行功能连接度分析,得到与初级运动区运动区(M1)密切相关的一系列运动相关脑区,各脑区之间存在时间相关性,因此我们认为各脑区之间有功能连接性,是运动功能网络的重要组成部分。分于头针治疗前后、头针组与非头针组进行对比,我们发现中风偏瘫患者经头针治疗后,这一运动功能网络存在动态变化,其变化以强度较高的相关脑区的连接变化。将头针组与对照组初次扫描进行运动功能网络对比分析,采用头针组治疗后数据-对照组第2次数据,以初级运动区运动区(M1)为种子点(ROI),通过脑功能连接时间相关序列分析显示,头针组较对照组在右侧大脑的颞上回、岛叶、前扣带回、楔前叶等脑区有更强的功能连接性(P<0.001)
结论：根据研究结果提示,中风偏瘫患者的运动功能网络主要构成包含M1、SMA、小脑、脑干、楔前叶、舌回、扣带回、顶下小叶、岛叶、尾状核等重要脑功能区。头针组治疗前后对比提示,在右侧前扣带回、右侧中央前回、左侧楔前叶、右侧尾状核体出现功能连接增强现象。随着进行头针治疗有一定的恢复过程,该网络中的脑区发生动态的波动。这可能是头针治疗效应导致中风偏瘫患者脑功能连接增强的原因。
This subject use complex brain network, study of scalp acupuncture treatment of stroke hemiplegia with fMRI, so can explore acupuncture-specific affecting brain activation functional areas, can be proved efficacy mechanism of the traditional chinese medicine therapy's Scalp acupuncture and overall regulation effect of the hub. Also, study of residual brain tissue remodeling and functional compensatory pathway accurately prove mechanism of recovering motorfunction after stroke hemiplegia. Using of modern medical theory, Information Processing Technology and the theory of tradit ional Chinese medicine, Mul t idiscipl inary concept. In this study, a preliminary exploration Chinese medicine acupuncture own peculiarity, also can take generally recognized innovative research and evaluat ion methods of this research's area. Using complex brain network technology, analyze the effects of scalp acupuncture on the image data.
The study intervenes the participants with scalp acupuncture and applies fMRI.
Objective:Using brain network, part of the two groups, gather resting-state data, analysis connectioning node of motor functioning area and time correlation between the various functional areas. Also using causal model approach, analysis interaction between the brain regions of motor function, thereby, reveal possible mechanisms that reorganization of patients with hemiplegia's motor funct ion and brain remodel ing. Compara t i ve analysis for two groups of data. The study with scalp acupuncture complex brain network technology and the role of scalp acupuncture on brain functional networks sites. Further study the complex brain network in a pilot study of acupuncture methodological issues.
Methods:Using a random number table, the patients were divided into two groups, scalp acupuncture group and the control group. Before using scalp acupuncture and after two weeks, respectively collect fMRI imaging data and evaluation of clinical neurological scale. Two groups of patients were included before using scalp acupuncture and after two weeks of the MRI, collect twice data of structures like resting functions like.
Results:We analys is motor funct ion network of pat ients with hemiplegia. Observe clinical indicators, compare this network of control group and scalp acupuncture group, probe acupuncture on the brain networks and brain motor function damage repair remodeling mechanism. Because our observation object is motor function damage, therefore core of study for motion function network is data analysis, based on a priori knowledge of the anatomical structure and literature, in the resting state data processing, wedecide M1functional areas as ROT, according to the time sequence analysis of functional connectivity, obtain results brain regions of motor functionwith associated M1, there are temporal correlation between brain regions. Therefore, we believe that functional connectivity among brain regions, is an important part of the motor function network. By compared Result between before and after acupuncture treatment, compare with acupuncture group and non-acupuncture group, we found that this motor function have a dynamic change, changed Features is Changes in degree of strength about connection of brain area.
Conclusion:According to the results, suggest members of brain regions constituted motor function network in patients with hemiplegia is important functional areas of bra in:M1, SMA, Cerebel lum, brainstem, precuneus, Lingual gyrus, cingulate gyrus, inferior parietal lobule, insula, caudate nucleus. At present coord inat ion mediani sm among the network is not clea r, there will be recovery of process and arise brain regions's dynamic fluctuations in the network with acupuncture treatment. A comparison of pre-and post-Scalp acupuncture group results are presented, in the right anterior cingulate, right medial frontal gyrus, left parietal precuneus, right caudate nucleus body emergence phenomenon of functional connectivity enhancements. This is acupuncture's effects lead to be enhanced brain function connection.
应用功能磁共振成像(fMRI)对头针治疗中风偏瘫后脑功能重塑机制研究。
目的：运用复杂脑网络,分别对两组采集的静息态数据进行功能网络重建,分析重要运动功能区的连接节点,以及各功能区之间的时间相关性；并运用因果模型方法分析各运动功能脑区之间的相互作用关系,由此揭示中风偏瘫患者运动功能重组和脑重塑的可能机制。对两组数据进行对比分析,探讨头针对中风偏瘫脑功能重塑过程中的影响作用,以及头针在脑功能网络中的作用位点,进一步研究复杂脑网络在针刺试验研究中的方法学问题。
方法：采用随机数字表法将病例分为两组,头针组和对照组,各5例。头针组：头针治疗前和第2周分别进行功能磁共振成像(fMRI)采集2次结构像和静息功能像数据。对照组：入组第一天和第2周进行磁共振检查,采集2次结构像和静息功能像数据。应用功能磁共振成像(fMRI)分析采集的结构像和静息功能像数据。
结果：我们对中风偏瘫患者进行分析运动功能网络,设置对照组对比头针治疗观察其临床指标,而探讨头针治疗对脑网络的影响,其大脑运动功能损伤后其修复重塑机制。因为我们的观察对象以运动功能损伤为主,因此对运动功能网络研究的核心是数据分析,根据解剖结构和目前有关联的实验结果知识,在静息态数据处理中,我们以初级运动区运动区(M1)功能区为种子点(ROI),根据时间相关序列进行功能连接度分析,得到与初级运动区运动区(M1)密切相关的一系列运动相关脑区,各脑区之间存在时间相关性,因此我们认为各脑区之间有功能连接性,是运动功能网络的重要组成部分。分于头针治疗前后、头针组与非头针组进行对比,我们发现中风偏瘫患者经头针治疗后,这一运动功能网络存在动态变化,其变化以强度较高的相关脑区的连接变化。将头针组与对照组初次扫描进行运动功能网络对比分析,采用头针组治疗后数据-对照组第2次数据,以初级运动区运动区(M1)为种子点(ROI),通过脑功能连接时间相关序列分析显示,头针组较对照组在右侧大脑的颞上回、岛叶、前扣带回、楔前叶等脑区有更强的功能连接性(P<0.001)
结论：根据研究结果提示,中风偏瘫患者的运动功能网络主要构成包含M1、SMA、小脑、脑干、楔前叶、舌回、扣带回、顶下小叶、岛叶、尾状核等重要脑功能区。头针组治疗前后对比提示,在右侧前扣带回、右侧中央前回、左侧楔前叶、右侧尾状核体出现功能连接增强现象。随着进行头针治疗有一定的恢复过程,该网络中的脑区发生动态的波动。这可能是头针治疗效应导致中风偏瘫患者脑功能连接增强的原因。
This subject use complex brain network, study of scalp acupuncture treatment of stroke hemiplegia with fMRI, so can explore acupuncture-specific affecting brain activation functional areas, can be proved efficacy mechanism of the traditional chinese medicine therapy's Scalp acupuncture and overall regulation effect of the hub. Also, study of residual brain tissue remodeling and functional compensatory pathway accurately prove mechanism of recovering motorfunction after stroke hemiplegia. Using of modern medical theory, Information Processing Technology and the theory of tradit ional Chinese medicine, Mul t idiscipl inary concept. In this study, a preliminary exploration Chinese medicine acupuncture own peculiarity, also can take generally recognized innovative research and evaluat ion methods of this research's area. Using complex brain network technology, analyze the effects of scalp acupuncture on the image data.
The study intervenes the participants with scalp acupuncture and applies fMRI.
Objective:Using brain network, part of the two groups, gather resting-state data, analysis connectioning node of motor functioning area and time correlation between the various functional areas. Also using causal model approach, analysis interaction between the brain regions of motor function, thereby, reveal possible mechanisms that reorganization of patients with hemiplegia's motor funct ion and brain remodel ing. Compara t i ve analysis for two groups of data. The study with scalp acupuncture complex brain network technology and the role of scalp acupuncture on brain functional networks sites. Further study the complex brain network in a pilot study of acupuncture methodological issues.
Methods:Using a random number table, the patients were divided into two groups, scalp acupuncture group and the control group. Before using scalp acupuncture and after two weeks, respectively collect fMRI imaging data and evaluation of clinical neurological scale. Two groups of patients were included before using scalp acupuncture and after two weeks of the MRI, collect twice data of structures like resting functions like.
Results:We analys is motor funct ion network of pat ients with hemiplegia. Observe clinical indicators, compare this network of control group and scalp acupuncture group, probe acupuncture on the brain networks and brain motor function damage repair remodeling mechanism. Because our observation object is motor function damage, therefore core of study for motion function network is data analysis, based on a priori knowledge of the anatomical structure and literature, in the resting state data processing, wedecide M1functional areas as ROT, according to the time sequence analysis of functional connectivity, obtain results brain regions of motor functionwith associated M1, there are temporal correlation between brain regions. Therefore, we believe that functional connectivity among brain regions, is an important part of the motor function network. By compared Result between before and after acupuncture treatment, compare with acupuncture group and non-acupuncture group, we found that this motor function have a dynamic change, changed Features is Changes in degree of strength about connection of brain area.
Conclusion:According to the results, suggest members of brain regions constituted motor function network in patients with hemiplegia is important functional areas of bra in:M1, SMA, Cerebel lum, brainstem, precuneus, Lingual gyrus, cingulate gyrus, inferior parietal lobule, insula, caudate nucleus. At present coord inat ion mediani sm among the network is not clea r, there will be recovery of process and arise brain regions's dynamic fluctuations in the network with acupuncture treatment. A comparison of pre-and post-Scalp acupuncture group results are presented, in the right anterior cingulate, right medial frontal gyrus, left parietal precuneus, right caudate nucleus body emergence phenomenon of functional connectivity enhancements. This is acupuncture's effects lead to be enhanced brain function connection.
引文
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