目的:1.重点研究意识相关网络即默认网络功能连接,额顶网络功能连接及默认网络与额顶网络的功能交互在意识障碍病人中的特点,同时探讨意识障碍患者静息态全脑功能活动特点。2.研究意识障碍患者的默认网络、额顶网络及默认网络与额顶网络的功能交互对针刺的反应性。3.探讨大脑功能活动与量表的相关性。方法:1.一般方法本研究属于病例-对照研究。收集宣武医院神经外科重症监护室自2016年7月至2017年2月期间因为严重颅脑损伤而导致意识障碍的患者,在患者行头颅核磁检查当日分别使用GCS量表及CRS-R量表对其进行意识状态的评估,2个月后采用GOS量表对这些意识障碍患者进行康复预后测评。2.数据预处理方法使用软件SPM12和DPABI对数据进行预处理,依次为去除前10个时间点,头动矫正,图像标准化,图像平滑(6毫米高斯平滑和),滤波(0.01-0.1赫兹),最后进行协变量回归(白质,脑脊液,头动和全脑信号)。3.静息态数据分析方法本文主要采用两种静息态数据分析方法,假设驱动及数据驱动。采用假设驱动方法进行功能连接的分析,种子点分别采用后扣带回(MNI:-1,-49,31,半径=6毫米)及背外侧前额叶(MNI:44,36,20,半径=6毫米)。采用数据驱动方法进行局部一致性及度中心度的分析,此方法基于体素水平。4.统计分析方法本文主要采用两种统计分析方法,方差分析和双样本t检验。第一步,进行混合效应方差分析(2x2),初步得出组间效应,针刺效应,交互效应。方差分析采用Gretna软件完成。第二步,进行双样本t检验。在以上结果基础上进行多重比较校正(校正前p值为0.01,团块体积为5400立方毫米,校正后的p值为0.05)。另外,采用Spearman相关系数评估相关量表与脑网络功能活动之间的相关性。结果:1.一般结果本文共收集8例意识障碍患者,7例植物状态,1例昏迷。其中,男性4例,女性4例,年龄39～82岁。2.意识障碍患者静息态脑网络功能活动结果2.1默认网络功能连接结果以PCC作为种子点,得到每个受试者的DMN功能连接模式。相对于对照组,病人的后扣带回自身连接水平,后扣带回与内侧前额叶,右侧海马,双侧颞叶的功能连接水平显著降低。2.2额顶网络功能连接结果以背外侧前额叶作为种子点,得到每个受试者的FPN功能连接模式。相对于对照组,病人的背外侧前额叶自身连接水平,背外侧前额叶与左侧楔前叶、左侧枕中回、角回、缘上回等的功能连接水平均显著降低。2.3默认网络与额顶网络之间的交互结果以PCC作为种子点,得到每个受试者的DMN及FPN的功能交互模式。相对于对照组,意识障碍患者后扣带回与FPN中的双侧额中回,双侧顶下回,左侧额下回,右侧中央旁小叶以及右侧颞中回的功能连接水平在病人中显著升高。2.4全脑功能活动结果2.4.1功能连接以PCC作为种子点,得到全脑功能连接模式。功能连接具有组间显著差异的脑区有内侧前额叶,楔前叶,后扣带回,双侧额中回,左侧颞上回,右侧角回,左侧下顶叶,右侧海马等。2.4.2局部一致性基于体素水平,组间具有局部一致性显著差异的脑区是眶回,额上回,舌回,额下回,内侧额回,角回,前扣带回,缘上回,顶下小叶等。2.4.3度中心度基于体素水平,组间具有度中心度显著差异的脑区是额上回,眶回,楔前叶,后扣带回,角回,缘上回,额中回,额下回,顶下小叶等。2.5其它网络功能连接结果相对于对照组,病人的视觉网络,背侧注意,腹侧注意,躯体感觉运动,皮层下等网络的功能连接强度显著降低。躯体感觉运动网络和视觉网络之间,皮层下网络和内侧颞叶网络之间的功能连接强度相对于对照组显著降低。3.静息态脑网络功能活动对针刺的反应结果3.1默认网络功能连接针刺后,相对于对照组,病人中后扣带回与DMN中的楔前叶,内侧前额叶,双侧角回,右侧海马的功能连接强度仍处于显著降低状态。较针刺前基线水平,病例组降低的DMN功能连接在针刺后并未发生显著的变化。3.2额顶网络功能连接针刺后,相对于对照组,病人的背外侧前额叶与右侧内侧额上回,左侧扣带回,左侧顶下缘角回的功能连接水平仍显著降低。较针刺前基线水平,病人FPN中的背外侧前额叶与颞上回,小脑的功能连接在针刺后显著增强。3.3默认网络与额顶网络的交互针刺后,相对于对照组,病人中后扣带回与额顶网络中的双侧额中回,右侧额上回,左侧脑岛,左侧缘上回,双侧下顶叶的功能连接水平仍显著升高。较针刺前基线水平,意识障碍组后扣带回与额顶控制网络的连接水平在针刺后明显降低,降低的脑区是右侧额上回及右侧缘上回。3.4全脑功能活动3.4.1功能连接以PCC作为种子点,未发现脑区既具有组间的功能连接显著差异又具有显著的针刺效应。对于所有的研究对象,针刺后,功能连接发生显著变化的脑区有小脑,左侧颞中回,左侧杏仁核,左侧颞上回,左侧梭状回,右侧缘上回。3.4.2局部一致性既具有局部一致性组间显著差异又在针刺后其局部一致性发生显著变化的脑区有:左侧楔叶,距状回,顶下小叶,角回,缘上回,额中回,左侧楔前叶等。较基线水平相比,所有研究对象的大脑局部一致性在针刺后发生显著变化的脑区有:内侧额回,舌回,岛叶,右侧额中回,额上回,楔叶,顶下小叶等。3.4.3度中心度既具有度中心度组间显著差异又在针刺后其度中心度发生显著变化的脑区有:额中回,眶回,额上回,额下回,扣带回等。较基线水平相比,所有研究对象的脑度中心度在针刺后发生显著变化的脑区有:右侧小脑,舌回,额下回,额上回。3.5其它网络功能连接相对于对照组,针刺后病人的视觉网络,背侧注意,腹侧注意,躯体感觉运动,皮层下网络等的功能连接强度仍显著降低,躯体感觉运动网络和视觉网络之间,背侧注意网络与腹侧注意网络之间的功能连接强度显著降低,默认网络和背侧注意网络,视觉网络和腹侧注意网络之间的功能连接强度显著升高。4.量表与大脑功能活动的相关针刺前,意识障碍患者的后扣带回与内侧前额叶的功能连接水平与CRS-R的相关系数为-0.27,与GOS的相关系数为-0.25。针刺前,后扣带回与右侧额中回:CRS-R,r =-0.415;GCS,r =-0.335;GOS,r =-0.512。后扣带回与右侧顶下回:CRS-R,r=0.671;GCS:r=0.683;GOS:r=0.627。结论:1.意识障碍的脑功能活动特点DMN、FPN及DMN与FPN的交互,这三个方面功能活动的显著减弱是最为突出的特点,这也许可以作为意识障碍的诊断标志。意识障碍的静息态脑网络功能活动普遍异常。2.针刺的促醒机制针刺合谷、太冲对意识障碍患者DMN与FPN的交互具有显著的积极作用,这种积极作用可能是通过促进内、外部意识的功能交流实现的。3.脑功能活动对意识障碍的评估及预测能力DMN与FPN的功能交互可能对意识障碍的评估及预后具有一定的客观评价能力。