脑显像技术的临床应用

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　　脑显像技术的临床应用-->脑显像技术的临床应用关键词：内脏疼痛；影像学；研究目前对胃肠功能性疾病的发病机制的研究中,近几年发展了许多用于发现和定位中枢神经系统中来自胃肠道的信号处理技术。脑显像技术的临床应用使人们可以初步解释和说明大脑皮质中处理消化道感觉信息的部位,使人们对于脑处理人体内脏感觉有了进一步的认识。现已开展用于胃肠功能性疾病临床研究的影象学技术包括:①脑诱发电位和脑电图;②脑磁图;③正电子发射断层显像;④功能磁共振显像。目前研究较为广泛和深入的是正电子发射断层显像(PET)和功能磁共振成像(fMRI)。1.正电子发射断层(PET)技术正电子发射断层显像(PET)是利用放射性示踪剂探测活动脑区域中血流量增加和能量代谢等的功能性成像技术。现正应用于描记活动皮层的部位如:肠易激综合征患者由食管和直肠扩张引起的疼痛感都会导致局部皮层活动,即局部脑血流量增加。1•1　临床应用　通过PET评估局部脑血流可确定 参与自主吞咽活动的大脑皮质。研究发现吞咽可引起双侧次级中央前回、右侧前岛/屏状核及左小脑活动,还有壳核、丘脑及其他皮质亦有部分活动。这些研究结果均有助于研究神经源性的吞咽困难。功能性消化不良与中枢神经系统水平上处理内脏刺激的异常有关。Ladabaum等的研究旨在对因胃扩张引起的局部大脑活动进行定位。15名健康志愿者分别于静息时,胃扩张及疼痛阈、中度痛时进行脑PET检查。结果疼痛、恶心呕吐、胃气胀等症状随着刺激强度的增加而加重。而且在视丘、双侧岛叶、扣带前回部、尾状核、脑干水管周围的灰质、小脑及枕骨皮质的活动增加。Berman等对30例IBS患者采用PET脑血流显像评价直肠压力刺激引起的局部神经活动的改变。结果发现,直肠压力产生的脑血流增加的部位与躯体疼痛相类似,包括扣带前回部、岛叶、额叶前部、背侧丘脑和小脑。岛叶的活动与客观的内脏压力有显著的相关性,而扣带前回部则与主观的不适症状更为密切相关。另一项研究结果显示:在健康人中,真实或模拟的疼痛觉刺激引起的痛觉与扣带回前部的活动之间具有显著的相关性,而非疼痛觉刺激没有引起扣带回前部的反应。IBS患者扣带回前部对同样的刺激没有应答,而左侧额前皮质的活动显著性增加。可见在健康人中,扣带回前部的活动与急性直肠疼痛有关,而IBS患者无论是有害性直肠扩张刺激或是直肠疼痛早期均表现为脑活动的异常。 临床研究表明,5-HT3受体拮抗剂(阿洛司琼)可缓解女性腹泻型IBS患者的多种症状,但其作用机制并未完全阐明,可能与脑内情感运动系统(EMS)活动的抑制有关。Berman等对49名非便秘型IBS患者(其中26例女性)进行PET检查结果表明,阿洛司琼可显著改善IBS症状,EMS中包含5-HT3的部位的局部脑血流量(rCBF)降低,且症状的改善与部分富含5-HT3受体的部位如杏仁体、腹侧纹状体及背侧脑桥rCBF的降低密切相关。PET还可用于观察骨盆底肌肉收缩过程中的大脑活动,盆底肌收缩时中央前回的中上部、运动皮质的中部活动增加,而腹肌收缩时中央前回的侧部活动增加,且小脑、次级运动皮质及丘脑的活动显著增加。盆底肌持续收缩时,扣带回的右前部活动增加。1•2　优点与缺点　PET的突出优势是显像剂能最大限度地保证体内神经活性分子的生理完整性不变,可以很好的模拟体内相应的生物活动,而不会因为分子结构的变动引起大的生物差异。PET的容积采集方式保证人脑动态变化,分次采集信息的可比性和可重复性保证全脑功能显像的空间分布图的完整性。PET是一种理想的非侵入性方法。2.功能磁共振显像(fMRI)功能磁共振显像(fMRI)是以脱氧血红蛋白的磁敏感效应为基础的磁共振成像技术。 2•1　临床应用　fMRI有助于了解大脑功能的定位。Mosier等运用fMRI来研究正常人吞咽时的运动皮层的活动。结果发现了初级运动和感觉皮层、运动处理和联络区及皮层下部位的活动。这种活动在左侧大脑半球占优者中较普遍。而右侧半球占优者较前者有明显的单侧性。还有研究数据提示运动皮质和其他皮层、皮层下区域的特定部位与吞咽活动有关。躯体感觉可以精确定位,然而内脏感觉的定位却无法十分精确。应用fMRI可研究于食管上段和下段的感觉的皮层定位。食管局部扩张产生非疼痛性刺激。结果上段食管扩张定位于胸腔上部,代表区位于左侧初级躯体感觉皮层的躯干部。相反,下段食管定位于胸腔下部,代表区位于双侧初级和次级躯体感觉皮层的连接处。Kern等证明,fMRI可发现食管黏膜接触酸后激发的大脑皮质反应,而这时尚未产生烧心等症状。而Binkofski等则应用fMRI观察食管机械性刺激引起的脑功能图谱。结果发现,皮层活动模式与刺激的强度和性质有关。目前对于IBS病理生理的认识已从一种肠道功能性疾病发展为一种伴随脑肠功能紊乱的动力增强及内脏感觉过敏的疾病。心理社会因素也与IBS的症状密切相关。最新脑显像技术(如PET、fMRI)有助于人们理解痛觉引起的情绪状态变化与其他胃肠道症状之间的关系,并可对皮质参与处理内脏痛觉的部位进行定位。 PET显像已揭示IBS患者存在中枢神经系统处理内脏痛觉的异常。为了确定fMRI是否能发现非疼痛感和疼痛感内脏刺激引起的中枢神经系统的活动及肠易激综合征患者中枢神经系统痛觉中枢是否反应异常,Mertz等对IBS患者予以非疼痛感和疼痛感直肠扩张刺激,并进行fMRI检查。结果显示:IBS组中,疼痛感刺激引起的扣带回前部皮质的活动较非疼痛感刺激显著。扣带回前部因疼痛感直肠刺激而活动增加。提示IBS患者脑-肠轴的激活模式正常,而对痛觉的敏感性增强。Bernstein的研究对象包括了正常人、IBS患者及IBD患者。fMRI结果发现,急迫排便感及疼痛感刺激时正常对照组扣带前皮质的兴奋面积较IBS组显著增大,IBS组则较IBD组显著增大。IBS组左侧躯体感觉皮层活动较IBD组显著降低,而IBD组显著低于对照组。提示,急迫排便感及疼痛感引起的皮层活动部位在3组中基本相似,但3组间皮层活动的增强与减弱仍有差异。2•2　优点与缺点　fMRI与PET相比,具有以下优点:(1)检查无创伤性,无需注射放射性示踪剂,对同一人体能多次研究;(2)成像速度快,分辨率高;(3)fMRI对人体间差异很敏感;(4)MRI设备较普遍,价格适宜。 功能磁共振显像也有其局限性:(1)与常规MRI检查一样,带有心脏起搏器或其他磁性植入物的患者不宜做fMRI;(2)对患者的要求高,在扫描过程中尽量保持身体不动;(3)需用复杂的数据登记和统计方法来评价相关数据;本论文于（）(4)目前,无法克服磁场不均引起的图像质量问题。