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目的:通过研究脊髓型颈椎病(cervical spondylotic myelopathy,CSM)患者大脑初级感觉皮层(primary somatosensory cortex,S1)功能连接(functional connectivity,FC)、颈髓弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)的改变及两者之间的相关性,探讨CSM患者静息态下大脑感觉功能连接重组的神经机制、颈髓慢性微结构损伤,以及两者之间的联系。 研究方法:搜集我院经临床及影像确诊的CSM患者33例和23例年龄及性别均匹配的健康志愿者为对照组(healthy controls,HC),两组均接受静息状态下脑功能磁共振成像(resting-state functional magnetic resonance imaging, rs-fMRI)扫描及颈髓DTI扫描;rs-fMRI数据经DPARSFA软件预处理后,选取左、右侧中央后回各6个区域(胸部、背部、手指、上肢、下肢和头面部)作为感兴趣区(regions of interest,ROI),提取ROI信号与大脑其他区域每一个体素进行相关分析,得到功能连接系数并构建功能连接图,运用独立双样本t检验在CSM组、HC组构建的功能连接图内比较CSM组与HC组之间大脑功能连接差异;测量CSM组颈髓主要受压水平节段(多节段受压者取压迫最严重节段)及HC组C2/3~C6/7节段的脊髓横断面DTI参数(ADC、FA),运用IBM SPSS24.0软件比较HC组不同节段颈髓ADC、FA值,将CSM组和HC组颈髓ADC、FA值分别进行比较;然后将差异脑区功能连接(FC)系数、颈髓DTI参数(ADC、FA)分别与临床功能评分量表(JOA评分、NDI评分)进行相关性分析,并将差异脑区 FC值与颈髓 DTI参数(ADC、FA)进行相关性分析(p<0.05)。 结果:(1)与HC组比较,静息状态下CSM组S1左侧上肢感觉区与左侧角回、左侧颞下回、右侧颞中回功能连接减低;S1左侧下肢感觉区与左侧角回功能连接减低;S1右侧胸部感觉区与双侧角回、双侧额上回、左侧内侧额上回、左侧额中回、左侧颞中回/颞下回、右侧小脑后叶功能连接减低;S1右侧下肢感觉区与左侧角回功能连接减低(FDR校正,p<0.05,簇体素≥10)。(2)CSM组S1左侧上肢感觉区-左侧角回的FC值与NDI评分呈负相关;S1左侧上肢感觉区-左侧颞下回的FC值与上肢感觉JOA评分呈正相关;S1右侧下肢感觉区-左侧角回的FC值与下肢感觉JOA评分呈正相关(p<0.05)。(3)HC组颈髓ADC值自C2/3~C6/7节段呈上升趋势,而FA值呈下降趋势;C2/3节段颈髓ADC值较C3/4、C4/5、C5/6和C6/7节段明显低,而FA值明显高;C3/4节段颈髓ADC值较C5/6、C6/7节段明显低,而FA值较C4/5、C5/6和C6/7节段明显高;C4/5、C5/6节段颈髓ADC值均较C6/7节段明显低,而FA值均明显高(p<0.05)。(4)CSM组颈髓ADC值较HC组增加(p<0.05),而FA值减小(p<0.05)。(5)CSM组颈髓的FA值与JOA评分存在正相关,与运动功能JOA评分呈正相关,与下肢运动功能JOA评分呈正相关;后索FA值与JOA评分存在正相关,与感觉功能JOA评分呈正相关,与下肢感觉功能JOA评分呈正相关(p<0.05)。(6)CSM组 S1左侧下肢感觉区-左侧角回、右侧胸部感觉区-左侧颞中回/颞下回的FC值与后索ADC值呈正相关;S1右侧胸部感觉区-右侧小脑后叶的FC值与后索FA值呈正相关(p<0.05)。 结论:(1)CSM患者存在与感觉运动相关的功能连接异常,表明CSM患者存在大脑皮层功能重组;(2)CSM患者颈髓DTI成像参数(ADC、FA值)能够评估脊髓损伤后的功能损害;(3)CSM患者慢性颈髓微结构损伤与大脑皮层感觉功能代偿重组存在同步性,且颈髓后索的DTI参数一定程度上可以客观反映患者大脑皮层感觉功能受损程度。