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      低位脊髓功能MRI的研究進(jìn)展

      2014-08-23 09:19:49賈巖龍沈智威聶婷婷章桃延根吳仁華
      磁共振成像 2014年3期
      關(guān)鍵詞:灰質(zhì)信號(hào)強(qiáng)度低位

      賈巖龍,沈智威,聶婷婷,章桃,延根,吳仁華,2*

      功能MRI(fMRI)技術(shù)作為一種非侵入性神經(jīng)影像工具,能夠無(wú)創(chuàng)地對(duì)神經(jīng)元活動(dòng)進(jìn)行較準(zhǔn)確的定位,且具有較高的空間和時(shí)間分辨率等優(yōu)勢(shì),近年來(lái)廣泛應(yīng)用于腦神經(jīng)科學(xué)的基礎(chǔ)研究。脊髓作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)的組成部分,其內(nèi)神經(jīng)元活動(dòng)導(dǎo)致的一系列生理活動(dòng),理論上也應(yīng)可以進(jìn)行功能成像。自從1996年Yoshizawa等[1]首次證明了脊髓fMRI的可行性和有效性后,脊髓fMRI的研究也逐步開(kāi)展。然而,與腦功能成像相比,脊髓由于形態(tài)細(xì)長(zhǎng)、腦脊液搏動(dòng)、呼吸、心血管循環(huán)及周?chē)M織結(jié)構(gòu)的影響,使其相關(guān)功能研究深受技術(shù)的制約,尤其在低位脊髓方面的研究更少。盡管如此,最近十幾年來(lái),伴隨著MRI技術(shù)的發(fā)展,關(guān)于脊髓fMRI的研究亦取得了明顯的進(jìn)步[2]。筆者就脊髓功能成像原理、動(dòng)物低位脊髓fMRI研究、不同刺激模式在人類(lèi)低位脊髓fMRI研究、穴位刺激在低位脊髓fMRI研究及脊髓fMRI目前取得的成果、存在問(wèn)題、發(fā)展前景等方面做如下綜述。

      1 脊髓fMRI成像原理

      1.1 血氧水平依賴(lài)效應(yīng)的fMRI (blood oxygenation level dependent fMRI,BOLD-fMRI)

      BOLD-fMRI最早是由美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室提出基于腦功能MR的研究,其利用神經(jīng)元興奮活動(dòng)與血流動(dòng)力學(xué)間存在的密切關(guān)系,快速顯示興奮的神經(jīng)元與非興奮神經(jīng)元間的信號(hào)差異。脊髓BOLD-fMRI是利用脊髓灰質(zhì)內(nèi)局部神經(jīng)元活動(dòng)時(shí),局部氧耗量增加,引起局部血流量增加,而血容量相對(duì)不變。也就是說(shuō),神經(jīng)活動(dòng)使氧利用率增加的同時(shí),血流量的增加更為顯著,灰質(zhì)組織內(nèi)輸送更多的富含氧的血液。升高的氧合血紅蛋白量和升高的血流量共同作用導(dǎo)致脫氧血紅蛋白量相對(duì)減低,從而增加了T2*WI上神經(jīng)活動(dòng)區(qū)域的信號(hào)強(qiáng)度。脫氧血紅蛋白是順磁性物質(zhì),可縮短T2*弛豫時(shí)間。氧合血紅蛋白是輕度的逆磁性物質(zhì),可使T2*值延長(zhǎng)。當(dāng)神經(jīng)元活動(dòng)增強(qiáng)時(shí),脊髓灰質(zhì)的血流顯著增加,脫氧血紅蛋白的含量相對(duì)減低,導(dǎo)致T2*WI信號(hào)增強(qiáng),即T2*WI信號(hào)能反映局部神經(jīng)元活動(dòng),這就是基于血氧水平依賴(lài)的BOLD效應(yīng)。

      1.2 血管外質(zhì)子增強(qiáng)fMRI(signal enhancement by extra-vascular protons fMRI,SEEP-fMRI)

      Stroman等[3]認(rèn)為神經(jīng)興奮區(qū)血流量增加,血管內(nèi)壓力升高,導(dǎo)致局部興奮組織周?chē)募?xì)胞外液輕微增加,進(jìn)而導(dǎo)致質(zhì)子信號(hào)增強(qiáng)。脊髓SEEP-fMRI主要是利用激活區(qū)神經(jīng)組織附近血管外水質(zhì)子水平的改變導(dǎo)致信號(hào)的變化,即在脊髓局部灰質(zhì)血流量增加時(shí),血管內(nèi)壓力也隨之增高,尤其是動(dòng)脈旁毛細(xì)血管系統(tǒng),這種壓力的變化加快了跨血管外運(yùn)動(dòng),導(dǎo)致激活區(qū)神經(jīng)組織水質(zhì)子水平的提高。BOLD與SEEP兩者研究結(jié)果比較,后者的功能激活區(qū)鄰近于前者激活區(qū),兩者甚少重疊,表明兩者均可以應(yīng)用到脊髓fMRI研究。然而,BOLD效應(yīng)過(guò)重依賴(lài)于場(chǎng)強(qiáng)和回波時(shí)間,在低場(chǎng)強(qiáng)和短TE下,這種效應(yīng)甚至可以被忽略。基于上述SEEP效應(yīng),脊髓fMRI 完全可以采用SE序列質(zhì)子加權(quán)成像,在短的弛豫時(shí)間內(nèi)獲得高的圖像質(zhì)量,且對(duì)磁場(chǎng)的不均勻性敏感性較低。如,Ng等[4]在0.2 T場(chǎng)強(qiáng)下使用FSE序列質(zhì)子加權(quán)成像進(jìn)行脊髓fMRI研究,屏除了BOLD效應(yīng),獲得了質(zhì)子密度變化的功能激活圖。

      另外,SEEP與BOLD比較,SEEP更有優(yōu)勢(shì),它可以更好地進(jìn)行神經(jīng)元活動(dòng)空間定位,有更高的信噪比(contrast to noise ratio,CNR),對(duì)磁場(chǎng)不均勻性的敏感性更低,可用來(lái)研究脊髓損傷患者的功能區(qū)變化,這一點(diǎn)對(duì)于針刺研究來(lái)說(shuō)很有意義。因此,用脊髓SEEP-fMRI技術(shù)對(duì)研究神經(jīng)針刺的全程走形來(lái)說(shuō)非常重要[5]。

      2 動(dòng)物低位脊髓fMRI研究

      眾所周知,腦和脊髓的血流動(dòng)力學(xué)反應(yīng)是不同的。如,位于脊髓內(nèi)的神經(jīng)遞質(zhì)P物質(zhì)有擴(kuò)血管作用,可以引起血流量和血容量的增加。然而,在大腦皮層P物質(zhì)引起的擴(kuò)管作用很弱。因此,把腦fMRI的觀(guān)察指標(biāo)及參考值運(yùn)用到脊髓fMRI上并不完全可靠。為了更好的理解脊髓fMRI對(duì)不同刺激類(lèi)型引起激活的敏感性,必需在動(dòng)物模型上系統(tǒng)研究fMRI的信號(hào)來(lái)源及潛在局限性。Zhao等[6]用BOLD及BVW(blood volume-weighted)兩種fMRI技術(shù)對(duì)無(wú)害和有害電刺激大鼠下肢引起的低位脊髓神經(jīng)活動(dòng)進(jìn)行功能成像,結(jié)果表明BOLD及BVW均觀(guān)察到有害刺激引起的激活信號(hào)。然而,兩者均對(duì)無(wú)害刺激引起的激活信號(hào)不敏感。Malisza等[7]應(yīng)用9.4 T對(duì)大鼠下肢或踝關(guān)節(jié)處注射辣椒素引起的腰髓內(nèi)神經(jīng)活動(dòng)進(jìn)行功能成像,結(jié)果表明位于同側(cè)脊髓T13~L2椎體水平(相當(dāng)于L3~6和S1脊髓節(jié)段水平)觀(guān)察到明顯激活存在,其結(jié)果與先前對(duì)大鼠下肢施加有害刺激,位于L4~5節(jié)段同側(cè)脊髓灰質(zhì)后角(第I~I(xiàn)I,V~VI)觀(guān)察到的明顯神經(jīng)活動(dòng)一致[8]。

      關(guān)于動(dòng)物脊髓損傷方面的低位脊髓fMRI研究亦有報(bào)道,Endo等[9]在不同時(shí)間段3、7、14 d和1、3、6個(gè)月,用不同電刺激強(qiáng)度:0.5、1.0、1.5、2.0 mA刺激完全SCI ( T9) 大鼠的左后肢,觀(guān)察損傷遠(yuǎn)端脊髓內(nèi)神經(jīng)活動(dòng)的變化。結(jié)果顯示:位于脊髓損傷平面以下的脊髓灰質(zhì)背側(cè)區(qū)激活顯著增加;SCI大鼠接受0.5 mA 電流刺激時(shí)能引起明顯激活,而正常大鼠則不能; 1.0 mA 電流刺激引起的活化體積顯著增加,但1.5 mA 及2.0 mA 電流刺激所引起的活化體積與正常組相比無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Majcher等[10]在刺激大鼠后肢時(shí),位于腰髓灰質(zhì)背側(cè)區(qū)均檢測(cè)到fMRI信號(hào)存在,當(dāng)離斷連接脊髓的L3神經(jīng)時(shí),檢測(cè)到相應(yīng)部位部分激活減少,當(dāng)再次離斷L4神經(jīng)時(shí),相應(yīng)部位激活進(jìn)一步減少。重度神經(jīng)離斷后MRI信號(hào)強(qiáng)度變化時(shí)序圖中幅度減低進(jìn)一步證明了刺激下肢引發(fā)的神經(jīng)活動(dòng)減低,其結(jié)果與之前Jou[11]研究的離斷單個(gè)神經(jīng)根后,刺激神經(jīng)或經(jīng)皮刺激引起的相應(yīng)脊髓節(jié)段軀體感覺(jué)減低相一致。Lawrence等[12]對(duì)大鼠的前、后肢行有害性電刺激并進(jìn)行脊髓fMRI掃描,應(yīng)用C-fos標(biāo)記染色對(duì)fMRI提示的神經(jīng)激活區(qū)組織進(jìn)行免疫組化檢測(cè),結(jié)果發(fā)現(xiàn)圖像激活區(qū)與實(shí)際脊髓組織有很好的對(duì)應(yīng)性。另外,Lilja等[13]研究亦表明:刺激一側(cè)后肢,激活主要位于同側(cè)脊髓灰質(zhì)背側(cè),對(duì)側(cè)亦出現(xiàn)少量激活;當(dāng)刺激對(duì)側(cè)下肢時(shí),激活區(qū)位置出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象;且隨著刺激強(qiáng)度的增加,信號(hào)強(qiáng)度變化在一定范圍內(nèi)呈正相關(guān)性。

      3 不同刺激模式在人類(lèi)低位脊髓fMRI研究

      脊髓fMRI研究中所使用的刺激方法主要分為感覺(jué)刺激和運(yùn)動(dòng)刺激。感覺(jué)刺激主要涉及化學(xué)刺激、冷熱刺激、電刺激等方面?;瘜W(xué)刺激如注射辣椒素、福爾馬林引起的脊髓內(nèi)信號(hào)變化主要應(yīng)用于動(dòng)物研究,且誘發(fā)的刺激強(qiáng)度、頻率不易量化。另外,冷熱刺激誘發(fā)的刺激強(qiáng)度、頻率亦達(dá)不到量化。電刺激由于操作簡(jiǎn)單、刺激強(qiáng)度及頻率容易量化,使其特別適合脊髓fMRI定量方面的研究分析。運(yùn)動(dòng)刺激主要包括局部肌肉的主動(dòng)和被動(dòng)運(yùn)動(dòng),從而誘發(fā)脊髓內(nèi)信號(hào)的變化。由于電生理學(xué)研究已表明:感覺(jué)刺激主要通過(guò)皮膚感覺(jué)感受器,經(jīng)脊神經(jīng)后根的傳入神經(jīng)傳至脊髓灰質(zhì)背側(cè)區(qū)的感覺(jué)神經(jīng)元進(jìn)行交換神經(jīng)元;運(yùn)動(dòng)刺激通過(guò)皮膚運(yùn)動(dòng)感受器,經(jīng)脊神經(jīng)前根傳至脊髓灰質(zhì)腹側(cè)區(qū)的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元進(jìn)行交換神經(jīng)元。因此,理論上在相應(yīng)脊髓節(jié)段灰質(zhì)內(nèi)應(yīng)觀(guān)察到不同刺激模式誘發(fā)的神經(jīng)活動(dòng)存在?,F(xiàn)就近年來(lái),關(guān)于不同刺激模式在人類(lèi)低位脊髓fMRI方面的研究介紹如下。

      3.1 感覺(jué)刺激在正常志愿者低位脊髓fMRI研究

      研究表明,感覺(jué)刺激特定區(qū)域可以在脊髓相應(yīng)解剖位置引起信號(hào)的改變,且刺激強(qiáng)度與功能MR所反映的脊髓內(nèi)信號(hào)改變?cè)谝欢ǚ秶鷥?nèi)呈正相關(guān)。如,Stroman[14]通過(guò)對(duì)七個(gè)不同的研究組實(shí)驗(yàn)比較,發(fā)現(xiàn)在人類(lèi)脊髓觀(guān)察到的信號(hào)變化與刺激模式及相應(yīng)的脊髓解剖區(qū)域具有良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。刺激手及前臂觀(guān)察到頸髓內(nèi)信號(hào)的變化與相應(yīng)的神經(jīng)解剖區(qū)域一致,類(lèi)似刺激下肢的感覺(jué)研究亦表明激活區(qū)的信號(hào)變化與相應(yīng)的脊髓神經(jīng)解剖區(qū)域一致[15]。Stroman等[15]在1.5 T磁共振下使用SEEP-fMRI成像對(duì)15名健康志愿者小腿內(nèi)側(cè)腓腸肌區(qū)(L4皮神經(jīng)支配)給予不同溫度刺激,觀(guān)察低位脊髓內(nèi)信號(hào)強(qiáng)度變化,其結(jié)果與文獻(xiàn)報(bào)道的脊髓電生理結(jié)構(gòu)和神經(jīng)活動(dòng)存在明顯的相關(guān)性。結(jié)果顯示:在低位脊髓節(jié)段脊髓灰質(zhì)同側(cè)后角(第I~V細(xì)胞層)觀(guān)察到激活存在,其與感覺(jué)傳入神經(jīng)路徑一致。脊髓灰質(zhì)前角(第Ⅸ細(xì)胞層)同樣可以觀(guān)察到激活,可能是前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元對(duì)感覺(jué)刺激負(fù)反射的結(jié)果所致,且激活信號(hào)增加值與刺激溫度高低相關(guān),29°C時(shí)信號(hào)強(qiáng)度變化約(2.6±1.1)%,15°C時(shí)為(3.2±0.5)%,10°C時(shí)為(7.0±0.9)%。

      3.2 感覺(jué)刺激在脊髓損傷患者低位脊髓fMRI研究

      最近,低位脊髓fMRI也開(kāi)始應(yīng)用到脊髓損傷(SCI)方面的研究。脊髓損傷后評(píng)價(jià)分兩方面:解剖結(jié)構(gòu)的改變和功能評(píng)價(jià)。研究者們?cè)噲D在脊髓損傷后解剖結(jié)構(gòu)的改變和功能的變化之間找到某種聯(lián)系。Stroman等[15]對(duì)完全和不完全SCI患者的L4神經(jīng)支配區(qū)進(jìn)行溫度刺激,獲得低位脊髓功能圖,其結(jié)果顯示:在脊髓損傷水平以下的信號(hào)強(qiáng)度(7.2±1.5)%,與同等溫度刺激正常人后相應(yīng)脊髓內(nèi)的信號(hào)強(qiáng)度(6.6±0.9)%相似,但兩者在低位脊髓激活的空間分布不同,SCI患者同側(cè)脊髓灰質(zhì)后角和中間帶激活減弱或消失,而對(duì)側(cè)脊髓灰質(zhì)區(qū)激活更加明顯,并認(rèn)為SCI患者脊髓激活空間分布的改變可能反應(yīng)了對(duì)側(cè)脊髓灰質(zhì)失去高位中樞的抑制作用所致。Stroman等[16]在另一實(shí)驗(yàn)中,亦使用1.5 T磁共振SEEP-fMRI成像對(duì)27例脊髓損傷患者(18例為完全損傷,9例為不完全損傷)使用10℃低溫有害刺激患者的小腿內(nèi)側(cè)(L4神經(jīng)支配區(qū)),獲得整個(gè)腰髓的功能圖,其結(jié)果顯示:與健康志愿者對(duì)比,完全脊髓損傷時(shí)同側(cè)脊髓灰質(zhì)后角的激活信號(hào)減弱,同側(cè)及對(duì)側(cè)脊髓灰質(zhì)前角激活明顯增加;不完全脊髓損傷時(shí)同側(cè)脊髓灰質(zhì)后角激活減弱,同側(cè)及對(duì)側(cè)脊髓灰質(zhì)前角的激活與健康志愿者相似或略減弱;不完全脊髓損傷患者與完全脊髓損傷患者相比,后者脊髓內(nèi)信號(hào)減少更加明顯。另外,在對(duì)刺激沒(méi)有感覺(jué)的脊髓損傷患者中,仍能在腰髓內(nèi)觀(guān)察到激活信號(hào)的存在[15-16]。因此,脊髓fMRI作為一個(gè)非創(chuàng)傷性工具,可以對(duì)脊髓損傷進(jìn)行評(píng)估,其不依賴(lài)于患者對(duì)感覺(jué)刺激的程度。

      3.3 運(yùn)動(dòng)刺激在正常志愿者低位脊髓fMRI研究

      研究表明,上、下肢的局部肌肉運(yùn)動(dòng)可以引起相應(yīng)脊髓節(jié)段內(nèi)的神經(jīng)活動(dòng)。Kornelsen等[17]首個(gè)在1.5 T磁共振下使用SEEP-fMRI研究下肢運(yùn)動(dòng)時(shí)腰髓內(nèi)的信號(hào)變化,結(jié)果顯示:主動(dòng)活動(dòng)踝關(guān)節(jié)時(shí)位于腰髓的運(yùn)動(dòng)和感覺(jué)功能區(qū)均觀(guān)察到激活(如,位于S2~3脊髓節(jié)段灰質(zhì)左側(cè)腹側(cè)區(qū)及背側(cè)區(qū)、L5脊髓節(jié)段灰質(zhì)雙側(cè)腹側(cè)區(qū)、L1~4脊髓節(jié)段灰質(zhì)雙側(cè)腹側(cè)及背側(cè)區(qū),其中激活增加主要位于高位脊髓節(jié)段L1~2水平),平均信號(hào)強(qiáng)度變化約(11.9±1.0)%;被動(dòng)活動(dòng)踝關(guān)節(jié)時(shí),位于低位腰髓節(jié)段灰質(zhì)的中央?yún)^(qū)和背側(cè)區(qū),以及高位腰髓節(jié)段灰質(zhì)的腹側(cè)區(qū)觀(guān)察到激活(如,位于S2~3脊髓節(jié)段灰質(zhì)雙側(cè)背側(cè)區(qū)、L4脊髓節(jié)段灰質(zhì)右側(cè)腹側(cè)區(qū)及中央?yún)^(qū)、L1~3脊髓節(jié)段灰質(zhì)兩側(cè)腹側(cè)區(qū),其中激活增加主要位于L1水平),平均信號(hào)強(qiáng)度變化約(12.4±1.1)%。無(wú)論主動(dòng)運(yùn)動(dòng)或被動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí),位于高位脊髓節(jié)段觀(guān)察到的激活均較低位脊髓節(jié)段水平的多。脊髓fMRI探測(cè)到的信號(hào)特征與已知的生理解剖結(jié)構(gòu)一致,進(jìn)而證明了脊髓fMRI可以對(duì)下肢運(yùn)動(dòng)引起的腰髓內(nèi)信號(hào)變化進(jìn)行可靠評(píng)價(jià)。

      3.4 運(yùn)動(dòng)刺激在脊髓損傷患者低位腰髓fMRI的研究

      隨著醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)步、疾病認(rèn)識(shí)態(tài)度的轉(zhuǎn)變及新藥物的研究,脊髓損傷后脊髓功能的修復(fù)成為一種可能[18]。有關(guān)運(yùn)動(dòng)刺激治療脊髓損傷患者的脊髓fMRI研究報(bào)道較少。Kornelsen等[19]在1.5 T磁共振下使用SEEP-fMRI研究了12例脊髓損傷患者(頸段或胸段)運(yùn)動(dòng)下肢時(shí)低位脊髓內(nèi)的神經(jīng)活動(dòng)情況,結(jié)果顯示:(1)無(wú)論損傷程度如何,在患者主動(dòng)、被動(dòng)運(yùn)動(dòng)踝關(guān)節(jié)時(shí)脊髓損傷的尾端均有SEEP信號(hào)的改變,且被動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)相應(yīng)脊髓區(qū)內(nèi)信號(hào)強(qiáng)度變化(15.0±2.8)%較主動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)的信號(hào)強(qiáng)度變化(13.6±1.5)%稍大,其結(jié)果與之前健康志愿者下肢運(yùn)動(dòng)時(shí)相應(yīng)腰髓內(nèi)信號(hào)強(qiáng)度變化相似;(2)與之前健康對(duì)照組相比,脊髓損傷患者相應(yīng)脊髓內(nèi)激活體素?cái)?shù)量較正常志愿者少;(3)ASIA-A(感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)覺(jué)均消失)患者被動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)位于相應(yīng)脊髓節(jié)段灰質(zhì)雙側(cè)腹側(cè)及背側(cè)區(qū)觀(guān)察到激活; ASIAB(感覺(jué)保留,運(yùn)動(dòng)覺(jué)消失)患者被動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)亦獲得類(lèi)似的結(jié)果;ASIA-C(輕微的運(yùn)動(dòng)覺(jué)保留)患者主動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)激活區(qū)主要位于相應(yīng)脊髓節(jié)段灰質(zhì)的雙側(cè)腹側(cè)區(qū),而被動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)大部分激活區(qū)主要位于相應(yīng)脊髓節(jié)段灰質(zhì)背側(cè)區(qū),少部分激活位于腹側(cè)區(qū);ASIA-D(足夠運(yùn)動(dòng)覺(jué)保留)患者主動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí),右下肢功能良好的患者激活主要位于脊髓灰質(zhì)左側(cè)背側(cè)區(qū),被動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)激活主要位于脊髓灰質(zhì)雙側(cè)腹側(cè)區(qū)和背側(cè)區(qū),且右側(cè)激活較少。由此可見(jiàn),脊髓fMRI能可靠而準(zhǔn)確地對(duì)脊髓損傷進(jìn)行評(píng)估,且具有重要的臨床指導(dǎo)意義。

      4 穴位刺激在低位脊髓fMRI研究

      針灸學(xué)是傳統(tǒng)中國(guó)醫(yī)學(xué)的精華之一,也是中華民族的寶貴文化遺產(chǎn),在我國(guó)已有數(shù)千年的臨床實(shí)踐積累,其優(yōu)勢(shì)集中體現(xiàn)在治療各種疼痛疾病、慢性病、功能障礙性疾病等方面所發(fā)揮的作用,是其他傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)以及現(xiàn)代醫(yī)學(xué)所不能取代的[20]。然而,由于缺乏臨床對(duì)比研究的直接科學(xué)理論支持,針灸學(xué)的生理機(jī)制尚未被闡明,且不能用現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的理論解釋針灸原理。因此,許多人對(duì)針灸的確切療效、科學(xué)性持懷疑態(tài)度?,F(xiàn)代醫(yī)學(xué)以及神經(jīng)成像方法的飛速發(fā)展為我們探尋針灸生理機(jī)制打開(kāi)了一扇窗口。目前,關(guān)于穴位刺激的腦fMRI研究已很多,穴位刺激的頸髓fMRI研究亦有報(bào)道[21],且腦-腦干-頸髓方面的連通性研究也已展開(kāi)。然而,穴位刺激在低位脊髓方面的功能磁共振研究目前尚未見(jiàn)報(bào)道,是今后研究的一個(gè)方向。從而為研究針灸通過(guò)穴位-脊髓-腦等整個(gè)傳導(dǎo)通路的作用機(jī)制提供科學(xué)依據(jù)。

      5 脊髓fMRI目前主要研究成果、存在問(wèn)題及發(fā)展前景

      脊髓fMRI的研究仍是一個(gè)較新的領(lǐng)域,且處于起步階段,其技術(shù)的成熟應(yīng)用尚需更多更深入的研究,但目前可得出的結(jié)論有:(1)當(dāng)前條件下可以可靠地獲得較清晰的脊髓fMRI信號(hào)圖像;(2)刺激的強(qiáng)度與功能MR所反映的脊髓內(nèi)信號(hào)改變?cè)谝欢ǚ秶鷥?nèi)呈正相關(guān);(3)溫、痛覺(jué)刺激、上肢或下肢局部肌肉的運(yùn)動(dòng)均可在相應(yīng)脊髓內(nèi)獲得明確定位[7,22]。當(dāng)然,脊髓fMRI成像也面臨一些難題:(1)需要進(jìn)一步證明脊髓fMRI的可重復(fù)性和可靠性;(2)脊髓易受呼吸、心跳、肢體運(yùn)動(dòng)等方面的影響,如果圖像配準(zhǔn)效果不好,易導(dǎo)致激活信號(hào)疊加至錯(cuò)誤位置;(3)脊髓的橫截面積很小,即使最大的頸髓膨大處直徑才約16 mm,另外,脊髓中央有中腦導(dǎo)水管通過(guò),周?chē)心X脊液環(huán)繞,在臨床1.5 T磁共振條件下需要更高的空間分辨率,才能獲得較清晰的圖像;(4)椎體及椎間盤(pán)的空間交替導(dǎo)致局部磁場(chǎng)不均勻,從而干擾血氧水平依賴(lài)的信號(hào);(5)不同的成像設(shè)備、參數(shù)的選擇、刺激模式、統(tǒng)計(jì)學(xué)分析方法及圖像后期處理等方面均可影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。盡管,脊髓fMRI有上述的不足,但隨著MR硬件和軟件的開(kāi)發(fā),MR新序列的應(yīng)用,MR成像時(shí)間會(huì)越來(lái)越短,圖像質(zhì)量不斷提高,且技術(shù)將會(huì)更為成熟。目前,脊髓fMRI已經(jīng)在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、臨床基礎(chǔ)研究中得到初步應(yīng)用,并可以有效的對(duì)脊髓損傷防護(hù)或修復(fù)進(jìn)行評(píng)價(jià),同時(shí)也應(yīng)用到鎮(zhèn)疼藥物等方面的研究[13]。另外,脊髓fMRI關(guān)于糖尿病早期病變的髓內(nèi)功能變化[23]、中風(fēng)后下肢偏癱患者臨床治療后評(píng)價(jià)等方面的研究也逐步展開(kāi)。因此,運(yùn)用脊髓fMRI探索脊髓生理病理、評(píng)價(jià)脊髓功能、指導(dǎo)臨床治療及療效檢測(cè)等具有廣闊的應(yīng)用前景,也是目前研究工作的最終目標(biāo)。

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