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研究背景乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一,化学药物治疗(简称“化疗”)是治疗乳腺癌的重要方法之一,可以明显提高患者的生存期,但是会引起显著的副作用,胃肠道反应、骨髓抑制及脱发等是化疗最常见的不良反应,同时化疗可以导致患者认知功能损害,严重影响患者日常生活质量。而目前化疗导致认知功能障碍的神经机制尚不明确。基于静息态功能磁共振(resting state functional Magnetic Resonance Imaging,rs-f MRI)数据进行全脑功能连接(Functional Connectivity,FC)、同伦功能连接(voxel-mirrored homotopic connectivity,VMHC)分析及静息态脑网络分析,为研究化疗导致的认知功能的神经机制提供了新的手段,是研究化疗后相关认知障碍重要方法。研究目的利用静息态功能磁共振成像方法,观察化疗后乳腺癌患者的rs-f MRI变化,探索乳腺癌患者化疗后认知功能障碍的神经影像学机制。(1)研究一:基于种子点-全脑功能连接分析方法,探索化疗后乳腺癌患者脑功能连接改变及其与认知功能损害之间关系;(2)研究二:基于VMHC分析探索化疗后乳腺癌患者大脑镜像脑区的功能连接的差异性及其与认知功能障碍关系;(3)研究三:基于独立成分分析方法,探索乳腺癌患者脑功能网络是否异常及其与认知功能障碍关系。材料与方法(1)研究一:采集33例乳腺癌患者及31例正常对照组被试的神经心理学测试和静息态功能磁共振数据,选取后扣带回(posterior cingulate cortex,PCC)为种子点,做全脑功能连接分析,观察乳腺癌患者全脑功能连接情况及与认知功能障碍之间关系。(2)研究二:采集35例乳腺癌患者及32例正常对照组被试的神经心理学测试以及静息态功能磁共振数据,利用VMHC的方法,探究乳腺癌患者化疗后大脑半球间功能活动,最后利用相关分析探究化疗后认知功能改变与VMHC的结果变化的相关性。(3)研究三:收集36例乳腺癌患者及34例正常对照组被试的神经心理学测试和静息态功能磁共振数据,应用独立成分分析,在全脑30个网络成分中,鉴定出8个成分,包括默认网络、凸显网络、感觉运动网络,腹内侧注意网络,背外侧注意网络,听觉网络,视觉网络和执行控制网络,观察乳腺癌患者脑功能网络连接情况以及与认知功能障碍的关系。研究结果(1)研究一:与对照组比较,化疗后乳腺癌患者组左侧中央后回、左侧中央前回、右侧颞上回、右侧扣带回和右侧额中回与PCC的功能连接强度减低。化疗后乳腺癌患者数字连线的反应时间和PCC与右额中回功能连接强度呈负相关(r=-0.565,p=0.001),和PCC和右侧扣带回之间的功能连接强度呈负相关(r=-0.509,p=0.002)。另外,化疗后乳腺癌患者Stroop色字试验的反应时间和PCC与右额中回的功能连接强度与呈负相关(r=-0.479,p=0.005)。(2)研究二:化疗后乳腺癌患者在记忆功能(延迟记忆)、执行功能(数字连线B任务,Stroop色字干扰任务)的功能表现明显低于健康对照组(p<0.05)。乳腺癌化疗组的后扣带回、岛叶及中央后回的VMHC值低于对照组(p<0.05)。相关分析显示,乳腺癌化疗组的后扣带回的VMHC值与执行功能测试显著相关(r=-0.361,p=0.018),并且岛叶的VMHC值与记忆显著相关(r=0.345,p=0.023)。中央后回的VMHC值与神经心理学测试之间没有显著的相关性。(3)与对照组比较,化疗后乳腺癌患者Stroop干扰任务和数字连线B任务反应时显著延长(p<0.05)。乳腺癌患者组在疲劳测试中的得分显著增加(p<0.05)。与健康对照组相比,乳腺癌患者组在默认网络、执行控制网络和感觉运动网络中表现出功能连接值显著降低(p<0.05)。相关分析显示,乳腺癌患者组执行控制网络脑区功能连接值与Stroop干扰任务(r=-0.430,p=0.009)和数字连线B任务反应时显著负相关(r=-0.370,p=0.026),乳腺癌患者组感觉运动网络功能连接值与疲劳评分显著负相关(r=-0.428,p=0.009)。研究结论(1)研究一:化疗后乳腺癌患者的认知功能和脑功能连接均存在异常。PCC与额叶皮层的功能连接异常可能是乳腺癌患者化疗后执行功能异常的神经机制。(2)研究二:化疗后乳腺癌患者的岛叶、扣带回和中央后回的VMHC值下降。不同大脑区域的VMHC值改变可能是乳腺癌患者化疗后认知障碍的神经基础。(3)研究三:化疗后乳腺癌患者存在执行功能改变,以及执行控制网络、运动感觉网络及默认网络的功能连接减低。这些脑网络功能连接异常可能是乳腺癌患者化疗后认知功能损害的潜在神经机制。