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基于局部一致性算法的周?chē)悦姘c針刺治療靜息態(tài)磁共振成像研究畢業(yè)論文-資料下載頁(yè)

2025-06-27 20:24本頁(yè)面
  

【正文】 傷后鄰近顳骨的骨折,為手術(shù)提供重要依據(jù)。面神經(jīng)核磁共振檢查(MRI)可以清晰地指出面神經(jīng)的形態(tài)和走行,對(duì)于面神經(jīng)腦干段、腦池段、管內(nèi)段的顯示較CT優(yōu)勢(shì)明顯。三維實(shí)體成像技術(shù)分別從不同角度采集面部表情,用于面神經(jīng)功能精確評(píng)估和損傷的定位,較多地用于口腔頜面外科檢查。三維紅外線攝影技術(shù):可用于定量分析、精確的測(cè)定和評(píng)估面神經(jīng)損傷和肌肉收縮程度,分析手術(shù)前后改變,同時(shí)還可為面部對(duì)稱性手術(shù)提供參考。3對(duì)針灸治療周?chē)悦姘c的認(rèn)識(shí)治療面癱的方法首選針灸治療,而且臨床療效確切。楊文平[27]臨床針刺治療了大量面癱患者,%,總有效率為100%。何聰[28]、李國(guó)臣[29]等觀察了針灸治療急性期周?chē)悦姘c的療效,認(rèn)為急性期是針灸治療周?chē)悦姘c的最佳時(shí)期,選取的穴位不盡相同,但合谷都是所取重要的穴位,遵循了“面口合谷收”的理論,同時(shí)認(rèn)為取穴不必過(guò)于拘泥,應(yīng)根據(jù)臨床表現(xiàn)而造。劉勝[30]也認(rèn)為周?chē)悦姘c急性期可以進(jìn)行針灸治療,只不過(guò)要注意手法的輕重。較早期臨床癥狀較輕的患者針灸治療時(shí)以輕刺激為宜,以補(bǔ)、以灸為主。而對(duì)癥狀較重的患者,針灸治療時(shí)則應(yīng)以強(qiáng)刺激為宜,以瀉為主。王體敏[31]采用斷續(xù)波對(duì)面癱患者進(jìn)行電針治療,總有效率100%,認(rèn)為電針也是較常用的方法,且治療效果明顯,電針治療有其優(yōu)越性,但仍不應(yīng)放棄傳統(tǒng)的針灸治療。周?chē)悦姘c患者在既往常規(guī)的影像學(xué)檢查中,包括常規(guī)CT、MRI,僅僅能發(fā)現(xiàn)面神經(jīng)本身形態(tài)學(xué)的變化,但其發(fā)病機(jī)制及針刺治療機(jī)制則需要依托功能性磁共振(fMRI)來(lái)進(jìn)行研究,朱一芳等[32]從功能連接的角度探討了周?chē)悦姘c患者靜息態(tài)腦功能成像(fMRI)的變化,發(fā)現(xiàn)了左側(cè)周?chē)悦姘c患者的靜息態(tài)腦功能網(wǎng)絡(luò)變化,顯示了左側(cè)大腦半球面部的初級(jí)感覺(jué)及運(yùn)動(dòng)皮層同與感覺(jué)及運(yùn)動(dòng)相關(guān)的腦區(qū)的功能連接明顯增強(qiáng),推測(cè)可能當(dāng)面癱患者面部運(yùn)動(dòng)感覺(jué)發(fā)生障礙時(shí),相關(guān)的腦功能區(qū)發(fā)生了代償作用。Smit等[33]通過(guò)對(duì)面癱病人長(zhǎng)期功能訓(xùn)練過(guò)程中的fMRI隨訪觀察,Klingner等[34]通過(guò)治療前后的fMRI對(duì)比分析,顯示面癱病人的病程發(fā)展變化過(guò)程中或者治愈后,腦激活區(qū)發(fā)生了不同程度的變化,說(shuō)明了在面癱發(fā)病時(shí)、發(fā)病過(guò)程中以及治愈后大腦皮層的功能重組起到了至關(guān)重要的作用;也有學(xué)者為了研究周?chē)悦姘c針刺治療機(jī)制,對(duì)面癱病人進(jìn)行電針刺腦fMRI研究[3537],發(fā)現(xiàn)了針刺左側(cè)合谷穴和地倉(cāng)穴后,兩側(cè)多個(gè)腦功能區(qū)信號(hào)發(fā)生了變化,推測(cè)穴位治療作用的發(fā)生可能是多個(gè)腦區(qū)互相聯(lián)絡(luò),對(duì)信息進(jìn)行分析、整合,共同作用的結(jié)果;李落意等[38]發(fā)現(xiàn)了針刺左側(cè)合谷穴同時(shí)激活中央后回初級(jí)感覺(jué)皮層的手部代表區(qū)和面口部代表區(qū),直接反映了面口部和合谷穴區(qū)域神經(jīng)功能聯(lián)系,從側(cè)面反映了對(duì)周?chē)悦姘c患者采取合谷穴針刺治療的作用機(jī)理,為“面口合谷收”提供了可視性依據(jù)。楊駿[39]等針刺合谷穴治療周?chē)悦姘c的研究推測(cè)針刺強(qiáng)化了感覺(jué)運(yùn)動(dòng)皮層之間的相互聯(lián)系,促進(jìn)了面癱患者大腦皮層的重組,以實(shí)現(xiàn)針灸治療的目的;有研究報(bào)道[40]稱針刺后大腦功能連接狀態(tài)是有變化的,推測(cè)針刺通過(guò)改變大腦功能連接狀態(tài)促進(jìn)面癱患者大腦皮層功能重組以達(dá)到面癱康復(fù);同時(shí)該研究指出針刺在面癱患者所發(fā)揮的作用與疾病的病理狀態(tài)有關(guān)。4fMRI在該項(xiàng)研究機(jī)制中的運(yùn)用為了深入分析皮層功能重組在面癱治療過(guò)程中的具體作用以及中醫(yī)針刺治療周?chē)悦姘c的可能中樞作用機(jī)制,本文研究通過(guò)應(yīng)用靜息狀態(tài)下的BoldfMRI技術(shù)采集周?chē)悦姘c患者針刺治療不同病程狀態(tài)(面癱早期組、后期組及治愈組)的腦功能數(shù)據(jù),運(yùn)用局部一致性(ReHo)方法與健康對(duì)照組進(jìn)行比較分析,探討靜息狀態(tài)下周?chē)悦姘c患者針刺治療不同病程狀態(tài)(面癱早期組、后期組及治愈組)腦功能的變化,同時(shí)為進(jìn)一步研究其發(fā)病及針刺治療的內(nèi)在機(jī)制、療效評(píng)價(jià)及隨訪提供基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)。隨著功能影像學(xué)諸如正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描(PET)和功能磁共振(fMRI)的發(fā)展,關(guān)于活體研究又有了許多新的發(fā)現(xiàn)。fMRI是目前最常采用的技術(shù)之一,廣義上的fMRI包括血氧水平依賴性MR成像(BoldfMRI)、灌注成像(PWI)以及擴(kuò)散張量成像(DWI),從空間分辨率、時(shí)間分辨率和非侵襲性等方面考慮,目前應(yīng)用最廣泛的fMRI方法是基于Bold效應(yīng)。BoldfMRI通過(guò)新陳代謝的變化間接反映神經(jīng)系統(tǒng)活動(dòng)。Ogwas等[41]首先于1990年提出BoldfMRI原理,當(dāng)腦激活時(shí),神經(jīng)元興奮性增高,其能量消耗增加,引起腦局部耗氧量及血流量的增加,以補(bǔ)充神經(jīng)細(xì)胞的活動(dòng)所需的能量,因此會(huì)引起相應(yīng)代謝水平及血氧含量的變化,神經(jīng)細(xì)胞激活時(shí)所導(dǎo)致的rCBF增加(氧供給量的增加)幅度往往要大于氧氣消耗量的增加幅度,因此,激活腦區(qū)局部含氧血紅蛋白量增加,脫氧血紅蛋白的含量相對(duì)減低,而脫氧血紅蛋白是一種順磁性物質(zhì),具有明顯的順磁性作用,可縮短橫向弛豫時(shí)間(T2),因此可以使組織TT2*吋間縮短,在對(duì)T2*敏感的EPI序列中可以使腦區(qū)組織信號(hào)降低。而氧合血紅蛋白是無(wú)磁性的,接近一般組織的磁敏性。脫氧血紅蛋白濃度降低可增加T2WI、T2*Wl時(shí)間,引起T2WI、T2*Wl信號(hào)增加。神經(jīng)活動(dòng)與血氧的消耗密切相關(guān),神經(jīng)元興奮會(huì)引起腦局部血液流量增加,使腦激活區(qū)脫氧血紅蛋白的含量較周?chē)鷾p低,局部腦區(qū)的信號(hào)便會(huì)隨之增加。簡(jiǎn)言之,神經(jīng)元的興奮可以引起局部供氧量多于耗氧量,相對(duì)減少了局部脫氧血紅蛋白的含量,從而引起局部T2WI、T2*Wl信號(hào)增加,而且血液含氧量變化所引起磁場(chǎng)中磁信號(hào)的變化與神經(jīng)活動(dòng)強(qiáng)度基本一致,以便了解腦局部神經(jīng)元的功能活動(dòng)的情況。曾于1991年美國(guó)麻省總醫(yī)院首次利用fMRI技術(shù)展示了活體的視皮層功能活動(dòng)現(xiàn)象,該技術(shù)對(duì)受試者無(wú)任何輻射。BoldfMRI與CT及PET等其它影像檢測(cè)方法相比,它能夠提供多方位和多層面的解剖學(xué)信息,有很高的時(shí)空分辨率,無(wú)顱骨偽影,安全方便,可以很好地作為活體研究,克服了離體動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究的不足,實(shí)時(shí)反映腦功能的中樞機(jī)制,對(duì)進(jìn)一步了解人體腦功能活動(dòng)及研究精神疾病提供了一個(gè)重要研究方法。(restingstate fMRI)目前腦fMRI的研究包括任務(wù)態(tài)及靜息態(tài)兩種模式,基于任務(wù)的fMRI研究是通過(guò)被試在某種特定的任務(wù)狀態(tài)下完成掃描,并通過(guò)所得的任務(wù)態(tài)減去無(wú)任務(wù)狀態(tài)得到腦區(qū)的激活,相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)人們普遍認(rèn)為人腦在不執(zhí)行任務(wù)的靜息狀態(tài)下,腦活動(dòng)是相對(duì)平穩(wěn)的而且無(wú)規(guī)律可尋的。近來(lái)的研究[42]發(fā)現(xiàn),即使在在清醒閉眼的靜息狀態(tài)下人腦也存在微弱的電活動(dòng)。在靜息狀態(tài)下腦神經(jīng)功能的活動(dòng)要消耗掉全身能量的60%~80%,而參與任務(wù)或刺激的執(zhí)行所消耗的能量還不到1%[43]。在靜息態(tài)下,心輸出量的11%供給了人腦,而腦的質(zhì)量?jī)H占身體總重量的2%,但全身氧量的20%卻被腦消耗掉[44]。由此說(shuō)明人腦在靜息狀態(tài)下,也存在著功能的活動(dòng),并能被特定的設(shè)備探測(cè)得到,這些活動(dòng)本身具有某種重要的生理意義,這引起了研究者極大興趣。Biswal等[45]發(fā)現(xiàn)在清醒的靜息狀態(tài)下,大腦存在自發(fā)的Bold信號(hào),這種自發(fā)的BOLD信號(hào)波動(dòng)并不是隨意的,是有意義的;Raichle等[44]人提出在沒(méi)有任何任務(wù)刺激的靜息狀態(tài)下,腦內(nèi)某些腦區(qū)供血明顯高于全腦水平,但氧的代謝水平與全腦相等,推測(cè)這些高耗能的腦區(qū)在靜息態(tài)下處于激活狀態(tài),一旦有外界特定的任務(wù)刺激時(shí),這些區(qū)域轉(zhuǎn)為低耗能的負(fù)激活狀態(tài),包括后扣帶回(posterior cingulate cortex,PCC)、楔前葉和前額葉內(nèi)側(cè)皮層(medial prefrontal cortex,MPFC),它們?cè)诠δ苌细叨认嚓P(guān)聯(lián),被稱為默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)(defaul mode network,DMN),它是靜息態(tài)網(wǎng)絡(luò)中最基礎(chǔ)的組成部分,可維持大腦對(duì)內(nèi)外環(huán)境的監(jiān)測(cè)、自我內(nèi)省及與認(rèn)知和情感過(guò)程有關(guān)[46]。Greicius等[47]利用fMRI也證明了腦內(nèi)存在著DMN,并認(rèn)為扣帶回后部(PCC)是默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的中心區(qū)域。Dhond[48]也用靜息態(tài)fMRI探索了針刺的中樞作用機(jī)制,并報(bào)道了DMN和感覺(jué)網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)針刺效應(yīng)進(jìn)行調(diào)節(jié),并增強(qiáng)了DMN與疼痛、情感和記憶相關(guān)的腦區(qū)的功能連接。與任務(wù)態(tài)的功能磁共振研究相比,靜息狀態(tài)下的腦功能活動(dòng)可以準(zhǔn)確反映大腦功能的病理生理改變,靜息態(tài)fMRI研究不需要設(shè)定任何任務(wù)設(shè)計(jì),患者也不需完成任何任務(wù),實(shí)施起來(lái)方便快捷,避免了被試者執(zhí)行任務(wù)情況差異對(duì)研究結(jié)果的影響,數(shù)據(jù)可靠性強(qiáng)。所以近年來(lái)對(duì)不同生理和病理狀態(tài)下的靜息態(tài)fMRI研究取得了很大的進(jìn)展,分析神經(jīng)精神類(lèi)疾病諸如癲癰、中風(fēng)等患者的腦區(qū)生理、病理活動(dòng),進(jìn)一步闡述疾病發(fā)生及治療的內(nèi)在機(jī)制,具有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值。因此,我們的研究選用BoldfMRI技術(shù),從靜息狀態(tài)腦功能的角度觀察周?chē)悦姘c患者臨床針刺治療不同病程狀態(tài)(面癱早期組、后期組及治愈組)腦功能活動(dòng)的情況,探討針刺治療周?chē)悦姘c的中樞機(jī)制。 靜息態(tài)fMRI技術(shù)分析方法的選擇fMRI研究數(shù)據(jù)采集后就要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的處理、分析和研究,這是實(shí)驗(yàn)必不可少的步驟,靜息態(tài)fMRI研究的數(shù)據(jù)處理方法比較多,都是基于數(shù)據(jù)本身,主要集中在對(duì)不同腦區(qū)慢波振蕩在時(shí)間上的相關(guān)分析。最常用的方法就是功能連接。功能連接被定義為“空間上分離的腦區(qū)在時(shí)間上的相關(guān)性”[49],就是測(cè)量各個(gè)腦區(qū)之間功能上是否存在連接關(guān)系及其連接關(guān)系的強(qiáng)弱程度,探索不同腦區(qū)活動(dòng)的同步性,它與解剖連接有所不同,它是個(gè)動(dòng)態(tài)的連接,但仍以解剖連接作為物質(zhì)基礎(chǔ)。功能連接的分析方法較多, 目前較常用是種子相關(guān)分析方法,一般先選擇一個(gè)種子點(diǎn)(Seed region)作為感興趣區(qū)(region of interest,ROI), 計(jì)算全腦每個(gè)體素的時(shí)間序列與感興趣區(qū)域之間的線性相關(guān)程度,以相關(guān)系數(shù)(Correlation coefficient,CC)來(lái)表達(dá), 則為功能連接的強(qiáng)度。此方法己經(jīng)廣泛應(yīng)用于神經(jīng)精神類(lèi)疾病的靜息狀態(tài)腦功能的研究[50]。獨(dú)立成分分析方法(ICA) [51]最大的優(yōu)勢(shì)在于不要事先定義種子區(qū),只依賴于數(shù)據(jù)本身,將數(shù)據(jù)進(jìn)行線性分解變成獨(dú)立的成分,并認(rèn)為信號(hào)在同一個(gè)成分上投影較大的腦區(qū)之間存在功能連接,各個(gè)功能網(wǎng)絡(luò)所對(duì)應(yīng)的獨(dú)立成分和各種與心理活動(dòng)、噪聲相關(guān)的獨(dú)立成分都被分離出來(lái),但這種分析方法不能測(cè)量各個(gè)腦區(qū)之間的功能連接強(qiáng)度,僅僅能獲得腦區(qū)網(wǎng)絡(luò)的空間分布。人腦是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng),由相互連接的各個(gè)腦區(qū)所組成,腦區(qū)之間功能連接具有小世界拓?fù)涮匦裕ň植烤垲?lèi)系數(shù)較高和平均路徑較短),并對(duì)應(yīng)于大腦信息處理中的功能分化與功能整合,小世界模型適用于大腦功能網(wǎng)絡(luò)連接的靜息態(tài)研究[52],它可以利用小世界模型從整體考察整個(gè)功能網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涮匦裕部梢詮木植恐苯臃治雒織l連接的特點(diǎn)。這些方法都是局限于各個(gè)腦區(qū)的功能連接或者是大腦網(wǎng)絡(luò)內(nèi)在屬性的研究,而忽視了全腦自發(fā)Bold信號(hào)的局部活動(dòng)特性。為了彌補(bǔ)了這一缺陷,臧玉峰等人于是提出了局部一致性(ReHo)的分析方法,此方法也不需要選定任何的感興趣區(qū),它是基于全腦體素統(tǒng)計(jì)的研究,利用肯德?tīng)柡椭C系數(shù)(Kendall39。s coefficient of concordance, KCC)檢測(cè)出靜息狀態(tài)下持續(xù)活動(dòng)的腦區(qū)與鄰近腦區(qū)時(shí)間序列的同步性的程度,前提是要先假設(shè)同一功能腦區(qū)的體素與其相鄰的體素存在較高的時(shí)間相關(guān)性,通過(guò)分析腦區(qū)自發(fā)神經(jīng)活動(dòng)的一致性,推斷相應(yīng)腦區(qū)的功能,從而反映腦區(qū)靜息態(tài)下的自發(fā)神經(jīng)元的功能活動(dòng)。近年來(lái)有許多的研究針對(duì)精神分裂癥[53]、帕金森氏病[54]、阿爾茨海默氏癥[55]、抑郁癥[56]、注意力缺陷多動(dòng)癥[57]及孤獨(dú)癥[58]等,研究發(fā)現(xiàn)在靜息狀態(tài)下某些腦區(qū)ReHo不同程度增高或減低,與健康人存在顯著的差異,所以ReHo方法在探索活體生理或病理狀態(tài)下的中樞神經(jīng)機(jī)制中有重要的研究?jī)r(jià)值。我們正是用這方法來(lái)研究靜息狀態(tài)下周?chē)悦姘c患者臨床針刺治療不同病程狀態(tài)(面癱早期組、后期組及治愈組)全腦的哪些腦區(qū)的局部一致性(ReHo)發(fā)生了變化。5針刺治療周?chē)悦姘c患者不同病程腦功能影像的分析本研究發(fā)現(xiàn)面癱不同病程狀態(tài)(早期組、后期組及治愈組)局部一致性(ReHo)增強(qiáng)的腦區(qū)廣泛,與健康對(duì)照組相似,且主要位于后扣帶回及相鄰的楔前葉和前額葉,與靜息狀態(tài)默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)(DMN)一致。腦功能激活區(qū)的局部一致性(ReHo)成為熱點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。當(dāng)某一功能腦區(qū)處于特定條件下時(shí),該腦區(qū)的體素具有較高的時(shí)間一致性。因此,ReHo值反映的是腦區(qū)Bold信號(hào)的時(shí)間序列的同步性,腦區(qū)的活動(dòng)性是可以通過(guò)ReHo值來(lái)反映的。另外,先前PET研究也發(fā)現(xiàn),在靜息狀態(tài)下這幾個(gè)腦區(qū)的代謝是最高的。而后來(lái)用ReHo分析方法研究顯示[59]部分腦區(qū)在靜息狀態(tài)下的ReHo值明顯高于任務(wù)態(tài),這些腦區(qū)包括后扣帶回、內(nèi)側(cè)前額葉以及雙側(cè)頂下小葉。深入的研究發(fā)現(xiàn)上述腦區(qū)ReHo值在靜息狀態(tài)下在全腦中是最高的。通過(guò)大量影像學(xué)研究表明:后扣帶回、內(nèi)側(cè)前額葉以及雙側(cè)頂下小葉等這些腦區(qū)在靜息態(tài)下構(gòu)成了腦功能默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)。本研究所得的健康對(duì)照組局部一致性(ReHo)較高的激活腦區(qū),與以往靜息態(tài)fMRI研究中正常對(duì)照人群所得結(jié)果基本相同,這在一定程度上也說(shuō)明了本研究結(jié)果的真實(shí)可靠性;另外面癱不同病程狀態(tài)(早期組、后期組及治愈組)局部一致性(ReHo)增強(qiáng)的腦區(qū)與健康對(duì)照組相似,并與靜息狀態(tài)默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)(DMN)一致,這表明了面癱患者靜息狀態(tài)默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)(DMN)的存在,這與朱一芳等[32]的功能連接研究結(jié)果一致。、現(xiàn)象大腦是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng),過(guò)去人們一直認(rèn)為成年人其大腦皮質(zhì)的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能分區(qū)是相對(duì)穩(wěn)定不變的,但后來(lái)研究發(fā)現(xiàn)受學(xué)習(xí)、訓(xùn)練等因素的影響,或是缺血性中風(fēng)后[60]。大腦皮層會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)的改變及功能的重組,即為腦的可塑性,這也是臨床治療默寫(xiě)疾病諸如缺血性中風(fēng)的重要基礎(chǔ)。目前,越來(lái)越多的證據(jù)證實(shí)了人類(lèi)大腦的可塑性及其與腦損傷后的神經(jīng)功能修復(fù)密切相關(guān)[61]。皮層重組(corticalrecorganization)是指腦對(duì)可塑性變化的反應(yīng),引起的大腦結(jié)構(gòu)的改變包括腦重量的變化、皮層厚度的變化、不同腦區(qū)溝回面積的改變及不同腦區(qū)之間聯(lián)系通路的改變等[62]。神經(jīng)學(xué)家提出了許多腦皮層功能區(qū)重組機(jī)制的理論,如改變了大腦的結(jié)構(gòu),包括樹(shù)突長(zhǎng)度及樹(shù)突棘密度的改變、神經(jīng)元數(shù)量以及皮層代謝的變化等;另外還有腦功能的重組、潛在神經(jīng)通路的釋放、神經(jīng)聯(lián)系效率增強(qiáng)等功能可塑性因素,而突觸傳遞具有可塑性是比較重要的機(jī)制。有研究表明突觸在功能上進(jìn)行重組和恢復(fù)還與潛伏通路與突觸的重新啟用有關(guān),腦組織
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