劉子衿,丁惠國

劉子衿,丁惠國,首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京佑安醫(yī)院肝病消化中心,北京市 100069

0 引言

肝性腦病(hepatic encephalopathy,HE)是由肝硬化或嚴(yán)重肝功能障礙或門體分流(portosystemic shunts,PSS)引起的腦功能障礙,表現(xiàn)為從無明顯臨床癥狀到昏迷的神經(jīng)和精神異常的綜合癥[1].經(jīng)典的肝性腦病按West-Haven標(biāo)準(zhǔn)分為0-4級(jí)[2],被多個(gè)國家最新指南推薦應(yīng)用.2011年氨代謝委員會(huì)提出了“輕微肝性腦病(minimal hepatic encephalopathy,MHE)”的概念[3].肝性腦病起病隱匿,進(jìn)展緩慢且的發(fā)病機(jī)制一直未被完全闡明,近年來神經(jīng)影像學(xué)在揭示HE的神經(jīng)病理機(jī)制中起著重要作用.例如,11C(R)-PK11195正電子發(fā)射斷層掃描在HE患者體內(nèi)繪制大腦“周圍苯二氮卓結(jié)合位點(diǎn)”,為神經(jīng)系統(tǒng)炎癥學(xué)說提供了有力佐證[4].隨著先進(jìn)而敏感的MRI技術(shù)的出現(xiàn),目前認(rèn)為肝性腦病的發(fā)生可能與輕度腦水腫及神經(jīng)元丟失相關(guān)[5].近年來,血氧水平依賴(blood oxygen level dependent,BOLD)功能磁共振成像(functional MRI,fMRI),特別是靜息狀態(tài)下功能磁共振成像(resting-state fMRI,rsfMRI)為闡明神經(jīng)認(rèn)知功能障礙和HE、MHE的腦功能改變提供了重要的影像組學(xué)標(biāo)志物.本文概述fMRI在HE、MHE診斷中的研究進(jìn)展.

1 BOLD-fMRI的成像原理

BOLD-fMRI是一種安全、無創(chuàng)、無輻射、可重復(fù)的測定腦功能的方法,廣泛地應(yīng)用于神經(jīng)外科術(shù)前規(guī)劃、神經(jīng)或精神疾病和神經(jīng)科學(xué)的臨床研究.這種成像技術(shù)依賴于脫氧血紅蛋白含量的變化,脫氧血紅蛋白可以充當(dāng)內(nèi)源性順磁造影劑.當(dāng)大腦產(chǎn)生額外的神經(jīng)沖動(dòng)或者其他信號(hào)傳遞過程,其局部能量需求增加,而大腦耗氧量卻沒有相應(yīng)的增加,從而導(dǎo)致毛細(xì)血管和靜脈脫氧血紅蛋白含量下降,順磁性脫氧血紅蛋白含量降低應(yīng)該會(huì)增強(qiáng)靜脈血管和周圍組織的MRI信號(hào)[6].目前,肝性腦病BOLD-fMRI成像包括任務(wù)狀態(tài)fMRI(task-related fMRI,trfMRI)及rs-fMRI.

2 任務(wù)狀態(tài)下的BOLD-fMRI成像

tr-fMRI將患者被試置于MRI機(jī)器的磁體中,以受控的方式持續(xù)施加各種刺激,如視覺或運(yùn)動(dòng)刺激,進(jìn)而收集局部神經(jīng)細(xì)胞活動(dòng)信息.Zhang等[7]利用經(jīng)典Stroop任務(wù)(色字一致性實(shí)驗(yàn))發(fā)現(xiàn)MHE患者前扣帶回—前額葉—頂葉—梭狀回腦注意網(wǎng)絡(luò)異常,使這些激活的腦功能區(qū)失去正常動(dòng)態(tài)平衡,推測這可能是引起MHE患者注意控制障礙的神經(jīng)生理基礎(chǔ).臨界閃爍頻率(critical flicker frequency,CFF)是一種心理物理學(xué)檢測,受試者觀看一個(gè)初始恒定的光源,并被要求檢測和指示從穩(wěn)定光源到閃爍光源的明顯轉(zhuǎn)變,即CFF.Zafiris等[8]利用這項(xiàng)測試發(fā)現(xiàn),MHE患者右下頂葉皮層中與判斷相關(guān)的BOLD激活降低,對(duì)心理生理相互作用的分析表明MHE患者的神經(jīng)相互作用受損,特別是右下頂葉皮層與枕旁皮層、頂內(nèi)溝、前扣帶皮層、右前額葉皮層、內(nèi)側(cè)顳葉和外側(cè)皮質(zhì)V5區(qū)之間的相互作用.Liao等人[9]結(jié)合韋氏記憶量表及fMRI發(fā)現(xiàn)MHE患者存在空間工作記憶的弱化,且在完成量表的過程中雙側(cè)前額葉皮層、雙側(cè)運(yùn)動(dòng)前區(qū)、輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)和雙側(cè)頂葉區(qū)激活程度較正常人減低,提示這些區(qū)域可能是導(dǎo)致空間工作記憶功能障礙的病理基礎(chǔ).McPhail等人[10]通過視覺運(yùn)動(dòng)任務(wù)進(jìn)行全腦容量和功能磁共振成像,評(píng)估MHE藥物治療效果,結(jié)果顯示MHE患者認(rèn)知藥物研究評(píng)分和肝性腦病心理測量評(píng)分均有顯著提高.這種認(rèn)知改善伴隨著后扣帶皮層和腹側(cè)前額葉皮層的BOLD激活的改變,這兩個(gè)區(qū)域構(gòu)成了大腦結(jié)構(gòu)和代謝核心的一部分.盡管上述研究有一定新發(fā)現(xiàn),但范圍限制于小部分MHE患者,因?yàn)榧词箤?duì)于MHE患者,與任務(wù)相關(guān)的fMRI檢測也是相當(dāng)困難的,其完成度難以準(zhǔn)確無誤的控制,這限制了這項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)一步推廣.

3 靜息狀態(tài)下的BOLD-fMRI成像

在靜息狀態(tài)BOLD-fMRI研究中,患者不需要執(zhí)行特定的刺激任務(wù)或做出反應(yīng),僅要求在持續(xù)幾分鐘的核磁共振掃描中閉上眼睛,保持頭部不動(dòng),不要想任何特別的事情.靜息狀態(tài)BOLD-fMRI在臨床應(yīng)用中更廣泛,適合于HE、MHE的神經(jīng)病理機(jī)制研究和縱向研究,是最主要的fMRI.盡管靜息狀態(tài)BOLD-fMRI數(shù)據(jù)采集比較簡單,但數(shù)據(jù)分析比較復(fù)雜,需要經(jīng)過各種數(shù)據(jù)后處理算法,包括:如獨(dú)立分量分析(independent component analysis,ICA)、基于種子的相關(guān)性分析(seed-based correlation analysis,SCA)、局部一致性(regional homogeneity,ReHo)、低頻振幅(amplitude of low frequency fluctuation,ALFF)分析、全腦網(wǎng)絡(luò)分析(whole-brain network analysis)和小世界網(wǎng)絡(luò)(small world-network).目前進(jìn)行靜息狀態(tài)BOLD-fMRI研究的兩種最流行的技術(shù)是ICA和SCA.

3.1 獨(dú)立分量分析 眾所周知,靜息狀態(tài)下左右大腦運(yùn)動(dòng)皮層以及參與運(yùn)動(dòng)的大部分大腦區(qū)域之間是同步的,這種同步活動(dòng)隨后又發(fā)現(xiàn)存在除了運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)之外的大腦多個(gè)系統(tǒng),稱之為靜息狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)(resting state networks,RSN),包括默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)、感覺運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、聽覺網(wǎng)絡(luò)等.RSN由解剖學(xué)上分離但功能上連接的區(qū)域組成,這些區(qū)域表現(xiàn)出高水平的相關(guān)活動(dòng),具有相似的BOLD信號(hào)模式.利用獨(dú)立分量分析(independent component analysis,ICA)算法可以提取靜息狀態(tài)大腦網(wǎng)絡(luò),并研究大腦不同區(qū)域的連接和活動(dòng)是否存在相關(guān)性.在這些RSN中,與HE相關(guān)報(bào)道最多的是默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)(default mode network,DMN).Chen等人[11]比較了既往明顯肝性腦病(overt hepatic encephalopathy,OHE)(West-Haven分級(jí)2-4)發(fā)作、現(xiàn)有MHE患者及健康對(duì)照者,靜息狀態(tài)下的BOLD-fMRI成像,應(yīng)用ICA來分析DMN.發(fā)現(xiàn)楔前葉、后扣帶皮層和左側(cè)額葉內(nèi)側(cè)回的功能性連接(functional connectivity,FC)表現(xiàn)出顯著性差異.從對(duì)照組、既往HE和現(xiàn)有MHE患者觀察到兩個(gè)區(qū)域FC逐漸減少,而之前有OHE的患者在這兩個(gè)區(qū)域FC明顯減少.在肝硬化患者中,楔前葉的FC與MHE的經(jīng)典測試—數(shù)字符號(hào)測試(digit-symbol test,DST)及模塊設(shè)計(jì)試驗(yàn)(block design test,BDT)存在顯著相關(guān)性.除了默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)外,Qi等人[12]利用ICA分析識(shí)別MHE患者靜息狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)包括:背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)、默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)、視覺網(wǎng)絡(luò)、聽覺網(wǎng)絡(luò)、感覺運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、自我參照網(wǎng)絡(luò).他們發(fā)現(xiàn),與健康對(duì)照組相比,MHE患者背部注意網(wǎng)絡(luò)的功能連通性明顯下降,默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)、聽覺網(wǎng)絡(luò)和視覺網(wǎng)絡(luò)的功能連通性有的增加,有的則顯著減少.額中、內(nèi)側(cè)回、頂下小葉以及扣帶回/楔前葉的前部和后部,在額中、內(nèi)側(cè)回、頂下小葉以及扣帶回/楔前葉的前部后部的FC與患者血氨水平及MHE的經(jīng)典診斷實(shí)驗(yàn)如字連接實(shí)驗(yàn)(number connecting test,NCT)及DST得分之間存在相關(guān)性.Jiang等人[13]發(fā)現(xiàn),肝硬化患者主要表現(xiàn)為默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)與認(rèn)知控制網(wǎng)絡(luò)之間的動(dòng)態(tài)功能連接(dynamic functional connectivity,dFC);感覺運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與皮層下的連接明顯減弱.肝硬化患者心理測量肝性腦病評(píng)分(psychometric hepatic encephalopathy score,PHES)與分?jǐn)?shù)時(shí)間/駐留時(shí)間顯著相關(guān).他們認(rèn)為dFC異?？赡苁歉斡不窠?jīng)認(rèn)知損害的潛在機(jī)制.上述研究均提示,肝硬化HE、MHE是一種與內(nèi)在大腦網(wǎng)絡(luò)中斷有關(guān)的神經(jīng)系統(tǒng)疾病.ICA方法在避免先驗(yàn)空間假設(shè)和種子噪聲方面有一些優(yōu)勢,并且能夠同時(shí)比較多個(gè)分布體素中活動(dòng)的一致性,然而ICA分解是通過迭代優(yōu)化算法得到的,具有一定程度的逐次可變性,因此重復(fù)性較差.除此之外,ICA降維和模型階次選擇的過程具有一定的隨機(jī)性及非平穩(wěn)性.

3.2 SCA SCA已用于研究HE患者的腦FC變化.Yang的團(tuán)隊(duì)[14]發(fā)現(xiàn),HE患者執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)種子(右背外側(cè)前額葉皮層)和幾個(gè)區(qū)域包括右額中下回、左額下回、雙側(cè)上下頂葉、雙側(cè)中下顳回、右額內(nèi)側(cè)回的FC顯著減少.DMN種子(后扣帶皮層)和幾個(gè)區(qū)域包括雙邊內(nèi)側(cè)額葉腦回、雙側(cè)前扣帶皮層、雙側(cè)額上回、雙側(cè)楔前葉、左側(cè)上緣板回、左側(cè)顳中回FC顯著減少.在顯著網(wǎng)絡(luò)種子(右島前葉)和右側(cè)脈上回之間FC顯著減少,且在經(jīng)典的Stroop任務(wù)中,執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)及顯著網(wǎng)絡(luò)中的FC強(qiáng)度與患者的表現(xiàn)呈負(fù)相關(guān).Lin等人[15]通過種子的相關(guān)分析確定海馬連接網(wǎng)絡(luò),通過體素形態(tài)測量方法對(duì)結(jié)構(gòu)圖像進(jìn)行預(yù)處理并測量海馬體積,結(jié)果發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比,MHE患者表現(xiàn)出雙側(cè)海馬體積顯著降低.MHE患者雙側(cè)海馬連通性網(wǎng)絡(luò)的平均FC強(qiáng)度明顯降低.特別地,MHE患者表現(xiàn)出包括左海馬到雙側(cè)后扣帶回和左角回的FC減少.MHE患者右側(cè)海馬和雙側(cè)內(nèi)側(cè)額葉皮質(zhì)之間的FC也呈下降趨勢,結(jié)果具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,肝硬化患者雙側(cè)海馬FC強(qiáng)度與PHES結(jié)果呈正相關(guān).Tsai等人[16]通過使用前扣帶背側(cè)皮層和背外側(cè)前額葉皮層的兩個(gè)種子計(jì)算認(rèn)知控制網(wǎng)絡(luò)(cognitive control network,CCN)內(nèi)的FC,他們發(fā)現(xiàn)HE患者雙側(cè)枕葉外側(cè)皮質(zhì)和右側(cè)枕葉外側(cè)及楔前葉皮質(zhì)的FC較無HE的肝硬化患者低,從健康對(duì)照到無HE的肝硬化到隱匿性肝性腦病(covert hepatic encephalopathy,CHE)患者,CCN內(nèi)左側(cè)中央前回的FC逐漸減少,結(jié)果具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,且PHES結(jié)果與認(rèn)知控制網(wǎng)絡(luò)的FC呈正相關(guān),血氨、白細(xì)胞介素-6和腫瘤壞死因子-α與認(rèn)知控制網(wǎng)絡(luò)的FC呈負(fù)相關(guān).以上研究通過基于種子的相關(guān)性分析,對(duì)大腦不同靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)的功能性連接與MHE患者經(jīng)典神經(jīng)心里測試結(jié)果進(jìn)行了相關(guān)性分析,從而證實(shí)了大腦的異常連接與肝性腦病認(rèn)知功能障礙有關(guān),而血氨和促炎細(xì)胞因子可能參與了異常連接的發(fā)生.這種方法的主要優(yōu)勢是直截了當(dāng)?shù)娘@示了與種子體素功能最強(qiáng)的區(qū)域功能網(wǎng)絡(luò),它的缺點(diǎn)是研究的RSN可能受到其他RSN的影響,同時(shí)殘留的頭部運(yùn)動(dòng)效應(yīng)或掃描儀誘導(dǎo)的偽影也可能影響結(jié)果.

3.3 局部一致性 ReHo基于肯德爾和諧系數(shù)(Kendall’s coefficient of concordance),認(rèn)為重要的大腦活動(dòng)更可能在集群中發(fā)生,而不是在單個(gè)體素中.Zhang等人[17]比較了MHE、OHE患者及健康對(duì)照在慢波-5(0.010-0.027 Hz)、慢波-4(0.027-0.073 Hz)和慢波-3(0.073-0.198 Hz)頻段的ReHo,并分析各頻段ReH異常值與神經(jīng)心理評(píng)分和血氨水平的關(guān)系,以確定各區(qū)帶的ReHo差異是否可以可以對(duì)三組受試者進(jìn)行鑒別診斷.結(jié)果提示各頻段的ReHO異常與血氨水平和神經(jīng)心理評(píng)分均呈正相關(guān),尤以左頂下葉為甚.模式分類分析顯示,低慢-5、慢-4和高慢-3頻段的ReHo差異可對(duì)三組進(jìn)行鑒別診斷.與常規(guī)分析相比,慢-4波段的ReHo特征具有更高的分類準(zhǔn)確率(89%).Lin等人[18]發(fā)現(xiàn),肝硬化合并明顯肝性腦病患者左中央扣帶、雙側(cè)顳上帶、左眶額下帶、右胼胝體、左額下回、左中央后帶、左顳下回、左舌區(qū)ReHo明顯降低,右額上、右顳下、右尾狀突起和小腦ReHo明顯升高.OHE組存活患者與死亡患者右側(cè)顳上葉、左側(cè)小腦腳區(qū)ReHo值存在明顯差異,格拉斯哥昏迷評(píng)分與左側(cè)小腦腳ReHo增加相關(guān).Sun的團(tuán)隊(duì)[19]發(fā)現(xiàn),健康對(duì)照與肝硬化合并MHE與肝硬化不合并MHE三組間視覺網(wǎng)絡(luò)、背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)、軀體運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、額頂葉控制網(wǎng)絡(luò)和丘腦ReHo存在明顯差異,且MHE患者病程與右側(cè)梭狀回平均ReHo值增加呈正相關(guān),MHE患者右側(cè)額葉ReHo值與病程呈正相關(guān),與PHES評(píng)分呈正相關(guān).這些研究證明了靜息狀態(tài)BOLD-fMRI與ReHo分析的可行性,并提供關(guān)于HE患者認(rèn)知變化的病理生理機(jī)制的信息,未來通過ReHo方法診斷MHE創(chuàng)造了可能性.然而,這種方法本質(zhì)上是局部的,對(duì)不同功能簇之間的空間分布不敏感,很難描述RSN的空間分布特性.

3.4 低頻振幅 ALFF指數(shù)由給定的低頻BOLD時(shí)間過程的功率譜的平方進(jìn)行平均計(jì)算,與功能連通性分析等其他算法相比,低頻振幅具有直接反映自發(fā)活動(dòng)幅度或強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn).Cheng等人[20]比較肝硬化患者肝移植前后的ALFF值,并對(duì)ALFF變化與靜脈血氨水平及神經(jīng)心理測試進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果提示,肝硬化患者肝移植術(shù)后早期視覺相關(guān)區(qū)域(左側(cè)舌回和距狀核)、感覺運(yùn)動(dòng)相關(guān)區(qū)域(左側(cè)中央后回和扣帶回)以及默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)(雙側(cè)楔前葉和左側(cè)頂下小葉)的ALFF均恢復(fù)正常,顳葉和額葉的ALFF增加的情況在術(shù)后早期有所改善.ALFF下降持續(xù)存在于右側(cè)輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)、頂下小葉和距骨側(cè).右側(cè)楔前葉的ALFF變化與NCT-A變化呈負(fù)相關(guān),提示肝移植手術(shù)能改善肝性腦病自發(fā)性腦活動(dòng),改善相關(guān)認(rèn)知測試結(jié)果.Chen等人[21]通過檢測fMRI信號(hào)中的ALFF來測量自發(fā)腦活動(dòng),以PHES為金標(biāo)準(zhǔn)診斷MHE,研究區(qū)域ALFF對(duì)MHE診斷準(zhǔn)確率為80.6%(敏感度為81.3%,特異度為80.0%).其中雙側(cè)額葉內(nèi)側(cè)/前扣帶回、扣帶回/楔前葉、左側(cè)中央前回和中央后回、右側(cè)舌回、額中回、頂下小葉等6個(gè)研究區(qū)是最具區(qū)分性的特征,肝硬化患者研究區(qū)區(qū)內(nèi)的ALFF值與PHES呈正相關(guān).Zhong等人[22]發(fā)現(xiàn),與健康對(duì)照組相比,MHE患者雙側(cè)內(nèi)側(cè)前額葉皮層、左側(cè)額上回、右側(cè)中央前回、額下回左蓋部、左側(cè)直回、雙側(cè)楔前葉、右側(cè)小腦后葉ALFF明顯降低.前額葉皮層是空間工作記憶的集成和處理中心,具有對(duì)外界信息的注意、抑制、編碼、集成、存儲(chǔ)、提取和處理功能,額葉ALFF下降和反映了大腦自發(fā)活動(dòng)的減少,這可能導(dǎo)致腦功能障礙,導(dǎo)致MHE患者注意力分散、記憶力下降、反應(yīng)遲緩等認(rèn)知缺陷.總而言之,ALFF中可能存在與大腦認(rèn)知功能有密切關(guān)系的診斷信息,這種技術(shù)由此可以為ReHo、ICA等方法提供有效補(bǔ)充.

3.5 全腦功能網(wǎng)絡(luò)分析 人類大腦高級(jí)活動(dòng)的完成需要大腦各區(qū)域的配合,因?yàn)榇竽X各區(qū)域都有自己的功能,它們共同形成一個(gè)有機(jī)的網(wǎng)絡(luò),才能有意義.因此,從整體角度觀察HE患者的功能連通性具有一定的意義.全腦功能連接分析可以提供一個(gè)平臺(tái),來研究功能連接和信息集成如何與人類行為相關(guān),以及這種組織在疾病中可能會(huì)發(fā)生怎樣的改變.Chen等人[23]利用90個(gè)腦區(qū)域的閾值函數(shù)相關(guān)矩陣構(gòu)建全腦功能網(wǎng)絡(luò).對(duì)大腦網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涮匦?包括小世界性、網(wǎng)絡(luò)效率和節(jié)點(diǎn)效率進(jìn)行了檢驗(yàn).與對(duì)照組相比,之前曾有OHE發(fā)作的肝硬化患者聚類系數(shù)和局部效率顯著降低.之前曾有OHE發(fā)作肝硬化患者雙側(cè)內(nèi)側(cè)額上回和右側(cè)中央后回的節(jié)點(diǎn)效率降低,雙側(cè)扣帶前/扣帶旁回和右側(cè)頂葉上回的節(jié)點(diǎn)效率升高.其聚類系數(shù)和局部效率值與PHES結(jié)果顯著相關(guān).作者認(rèn)為肝硬化導(dǎo)致腦功能網(wǎng)絡(luò)效率的降低,而這可能因先前的OHE發(fā)作而加重.Zhan等人[24]發(fā)現(xiàn),MHE患者默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)區(qū)域(如雙側(cè)扣帶回、額葉內(nèi)側(cè)皮質(zhì)和角回)與軀體感覺網(wǎng)絡(luò)區(qū)域和語言網(wǎng)絡(luò)區(qū)域之間的FC顯著降低,默認(rèn)模式子網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的FC與PHES結(jié)果之間的相關(guān)性.他們認(rèn)為默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)功能障礙可能是MHE病理生理學(xué)的基礎(chǔ),HE是一種與固有的大腦網(wǎng)絡(luò)中斷有關(guān)的神經(jīng)疾病.

3.6 小世界網(wǎng)絡(luò) Hsu等人[25]利用小世界拓?fù)浞治鲅芯扛斡不颊呱窠?jīng)元連通性的異常.發(fā)現(xiàn) 在HE患者中,功能連通性網(wǎng)絡(luò)的局部和全局拓?fù)湫曙@著中斷,具有異常小世界性質(zhì).區(qū)域特征的改變,包括節(jié)點(diǎn)效率和節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度,主要發(fā)生在關(guān)聯(lián)區(qū)、初級(jí)區(qū)和邊緣或旁邊緣區(qū).血氨水平也與本地網(wǎng)絡(luò)特性的改變顯著相關(guān).這項(xiàng)研究認(rèn)為,大腦靜息狀態(tài)fMRI網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的改變與HE嚴(yán)重程度有關(guān).局灶性或彌漫性的損傷擾亂了腦功能網(wǎng)絡(luò),進(jìn)而改變了整個(gè)腦網(wǎng)絡(luò)的整體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和效率.這些發(fā)現(xiàn)為HE、MHE患者大腦功能改變的神經(jīng)病理學(xué)機(jī)制提供了新的見解.

4 靜息狀態(tài)下的BOLD-fMRI成像與其他MRI技術(shù)的多模型

一些研究者還結(jié)合靜息態(tài)fMRI和其他MRI技術(shù)(如彌散張量成像或基于體素的形態(tài)測量術(shù))進(jìn)行了多模型研究,以提供結(jié)構(gòu)和功能信息.Chen等[26]結(jié)合靜息狀態(tài)下的BOLD-fMRI掃描和MRI彌散張量成像技術(shù)對(duì)乙肝肝硬化合并MHE患者進(jìn)行研究,他們應(yīng)用體素鏡像同形連通性(voxel-mirrored homotopic connectivity,VMHC)的技術(shù)計(jì)算對(duì)稱半球間體素之間的功能連通性,應(yīng)用彌散張量成像測量胼胝體的平均擴(kuò)散率(mean diffusivity,MD)和各向異性(fractional anisotropy,FA).他們發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比,MHE患者在額內(nèi)側(cè)回、額帽上回、扣帶回前回、頂下小葉、中央后回、舌回和枕中回出現(xiàn)區(qū)域性VMHC下降.MHE患者胼胝體膝部、胼胝體壓部FA值明顯降低,而胼胝體膝部MD值明顯升高.Pearson相關(guān)分析顯示,扣帶回前回/額回內(nèi)側(cè)VMHC與胼胝體膝部FA/MD值相關(guān).胼胝體具有溝通人類大腦左右半球的功能,這些發(fā)現(xiàn)可能提示MHE的半球間存在協(xié)調(diào)異常,并可能為HE相關(guān)機(jī)制提供新的證據(jù).Bajaj等人[27]進(jìn)行了包括DTI和靜息狀態(tài)fMRI的多模式MRI研究,以評(píng)估基于視頻游戲的康復(fù)計(jì)劃對(duì)隱匿性肝性腦病(包括MHE及West-Haven分級(jí)0-1)的治療效果.發(fā)現(xiàn)涉及胼胝體、內(nèi)囊和皮質(zhì)脊髓束的部分的徑向彌散率增加,與視頻游戲訓(xùn)練域相對(duì)應(yīng)的視覺空間靜息狀態(tài)連通性得到改善.在Hopkins言語學(xué)習(xí)測試及健康相關(guān)生活質(zhì)量測試上沒有明顯的相應(yīng)改善,但在訓(xùn)練期間,在類似于視頻游戲的認(rèn)知測試中,認(rèn)知表現(xiàn)確實(shí)有短暫的改善,這為隱匿性肝性腦病的治療效果評(píng)價(jià)提供了新的標(biāo)志物.

5 結(jié)論

總之,fMRI檢查發(fā)現(xiàn)MHE患者背部注意網(wǎng)絡(luò)、默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)、認(rèn)知控制網(wǎng)絡(luò)、感覺運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、顯著網(wǎng)絡(luò)及雙側(cè)海馬FC明顯減弱,相關(guān)區(qū)域ReHo及ALFF與正常對(duì)照存在明顯差異,提示MHE患者可能是一種大腦網(wǎng)絡(luò)功能異常及腦連接中斷導(dǎo)致的疾病,其具體原因有待后續(xù)深入的研究進(jìn)一步明確.fMRI為揭示肝硬化HE,特別是MHE的病理生理變化及其機(jī)制提供了新的研究手段,也可能為臨床肝硬化MHE的早期診斷和治療效果評(píng)價(jià)提供了重要的影像學(xué)標(biāo)志物.