【摘 要】
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功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging,fMRI）,可以间接反映神经活动,是目前无创检测人脑活动的最佳方法之一。重复经颅磁刺激（repetitive transcranial magnetic stimulation,rTMS）作为一种安全无创的神经调控技术,已广泛应用于神经精神类疾病的治疗和康复的研究中。近年来,任务态fMRI激活和静息态fMR
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功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging,fMRI）,可以间接反映神经活动,是目前无创检测人脑活动的最佳方法之一。重复经颅磁刺激（repetitive transcranial magnetic stimulation,rTMS）作为一种安全无创的神经调控技术,已广泛应用于神经精神类疾病的治疗和康复的研究中。近年来,任务态fMRI激活和静息态fMRI功能连接开始被用于引导rTMS治疗,这种个体化精准调控在提高rTMS疗效上具有非常可观的应用前景。尽管3T磁共振的信噪比优于1.5T,但许多基层医院只有1.5T磁共振,若其功能也能满足引导精准定位TMS的需求,将有更大的应用前景。本文从三个方面入手系统地评估不同场强fMRI指标的信度,敏感性差异,以期为fMRI引导的rTMS个体化精准调控技术的临床应用推广提供参考。研究一旨在对不同场强磁共振获取的功能影像局部脑活动分析指标信度进行系统评估,考察其精准定位局部脑活动的指标之稳定性。纳入低频振幅（amplitude of low-frequency fluctuation,ALFF）、ALFF 的衍生指标百分比振幅（percent amplitude of fluctuation,PerAF）和小波-低频振幅（Wavelet based amplitude of low frequency fluctuations,Wavelet-ALFF）、局部一致性（regional homogeneity,ReHo）、度中心度性（degreecentrality,DC）五种局部脑活动分析指标。本文发现无论是1.5T还是3T,RS-fMRI局部脑活动分析指标的仪器内信度良好至优秀（ICC＞0.6）。仪器内信度高于仪器间信度。此外,多项使用3T场强磁共振的研究已证明睁眼和闭眼条件在感觉运动区存在稳定差异。本研究同样发现1.5T场强可以重复3T场强局部脑活动分析指标睁眼闭眼差异的结果。因此,研究一的结果表明1.5T场强RS-fMRI局部脑活动分析指标可以稳定和有效的检测大脑的自发脑活动。研究二旨在考察fMRI动手任务在1.5T场强和3T场强的激活模式和敏感度差异,以及激活峰值点坐标及强度的仪器间信度,以期为1.5T场强fMRI激活点作为刺激靶点提供支持。采用两种动手任务范式（自主动手任务和视觉引导的动手任务）,并在左侧中央前回（运动手指的对侧）提取激活点峰值及其坐标,进一步分析仪器间信度。我们发现两种场强都能检测到自主动手任务和视觉引导的动手任务激活的差异脑区,即辅助运动区。这一结果表明,1.5T也具备较强的感觉运动任务范式激活检测的能力。不同场强的仪器间信度分析中,自主动手任务在左侧中央前回的激活峰值的仪器间信度达到优秀水平（ICC=0.76）,其坐标的仪器间信度达到中等至良好水平。因此,研究二的结果表明1.5T与3T场强磁共振同样可以使用动手任务确定TMS的刺激靶点。研究三旨在探讨不同场强磁共振功能连接（Functional Connectivity,FC）的仪器内和仪器间信度,为使用FC引导rTMS的精准调控技术提供支持。研究在后扣带皮层选取感兴趣区做为种子点,计算全脑功能连接,分析全脑逐个体素FC的仪器内和仪器间信度,并评估全脑信号和不同扫描时长对FC信度的影响。发现3T仪器内信度高于1.5T,扫描时长增加对不同场强仪器间的信度稍有提升,回归全脑信号对FC的仪器内和仪器间信度影响较小。本文首次系统性评估了 1.5T和3T场强fMRI指标的信度。其中,RS-fMRI局部脑活动分析指标的仪器内信度良好,提示RS-fMRI定位局部脑活动分析指标的稳定性较好。不同场强fMRI动手任务的激活峰值及其坐标的仪器间信度较高,这对使用1.5T获取的功能影像定位靶点引导rTMS治疗具有重要的临床意义。此外,FC的信度呈现中等的仪器内信度,扫描时长16分钟可以稍增加不同场强FC的仪器间信度。总体来说,无论是1.5T或者3T场强,都可满足临床应用fMRI引导rTMS个体化精准调控的需要,本文的三项研究为脑功能成像技术从研究向临床应用推广提供了一定的理论与技术支撑。
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