鄭國(guó)清(河北省保定市新市區(qū)醫(yī)院放射科 071000)
功能性磁共振成像來(lái)偵測(cè)腦中的反應(yīng)區(qū)域得到的信號(hào)是相對(duì)且非定量的,使得人們質(zhì)疑它的可靠性。因此,還有其他能更直接偵測(cè)神經(jīng)活化的方法[如氧抽取率(OEF),估算多少帶氧血紅素被轉(zhuǎn)變成去氧血紅素的方法]被提出來(lái),但由于神經(jīng)活化所造成的電磁場(chǎng)變化非常微弱,過低的信噪比使得至今仍無(wú)法可靠地統(tǒng)計(jì)定量[1]。偏側(cè)咀嚼是一種較常見的口腔不良習(xí)慣,本實(shí)驗(yàn)利用先進(jìn)的功能性磁共振成像(fMRI)手段對(duì)單側(cè)咀嚼運(yùn)動(dòng)時(shí)腦功能活動(dòng)進(jìn)行研究,為進(jìn)一步探索偏側(cè)咀嚼習(xí)慣的發(fā)病機(jī)制提供了新的思路。
1.1 一般資料 根據(jù)本院2006年3月至2012年3月收治入院的左、右側(cè)偏側(cè)咀嚼患者20例,其中男8例,女12例;年齡16~58歲,平均(28.9±4.2)歲;偏側(cè)咀嚼史2~14年,平均(5.6±2.3)年。納入標(biāo)準(zhǔn):所有患者牙列完整,偏側(cè)牙列有明顯磨耗,無(wú)顳下頜關(guān)節(jié)炎癥或功能不良,無(wú)牙治療或修復(fù)史,無(wú)精神疾病病史。受試者被告知研究?jī)?nèi)容,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前先作緊咬牙運(yùn)動(dòng)的訓(xùn)練。并簽署知情同意書。
1.2 圖像的采集 所有患者均采用Siemens公司Magneton Vision1.5T超導(dǎo)MR掃描儀,使用頭線圈或頭頸聯(lián)合線圈,成像序列包括T1-FLAIR、T2-FLAIR和T2WI,層厚5mm,層距1.5mm。在此基礎(chǔ)上,行FLAIR序列軸位掃描;TR/TI/TE=8 500ms/2 100ms/120ms。軸位層面與T2加權(quán)像軸位層面相對(duì)應(yīng)。FOV 220mm,矩陣256×256,激勵(lì)次數(shù)為2。由兩名相同資歷的放射學(xué)醫(yī)師分別采用7種視覺分級(jí)方法,獨(dú)立在工作站進(jìn)行WMLs評(píng)分,并記錄各自所得結(jié)果.
1.3 數(shù)據(jù)處理 圖像重建后應(yīng)用正弦sinc插值法進(jìn)行頭動(dòng)校正,對(duì)齊并與MNI(Montreal Neurological Institute)模板進(jìn)行空間標(biāo)準(zhǔn)化。標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)以Gaussian核心法(7×7×7)進(jìn)行平滑并統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。采用Talairach daemon client軟件進(jìn)行坐標(biāo)值的腦區(qū)判定。
偏側(cè)咀嚼患者在緊咬牙運(yùn)動(dòng)時(shí),均顯示了初級(jí)軀體運(yùn)動(dòng)感覺皮層、島葉、前額葉皮層、頂葉皮層和顳葉皮層的激活。在激活區(qū)cluster≥3個(gè)體素的參數(shù)條件下,組分析結(jié)果顯示單側(cè)咀嚼運(yùn)動(dòng)時(shí),偏側(cè)中央前回(M1)的激活均強(qiáng)于另一側(cè)。詳見表1。
表1 前側(cè)咀嚼患者咬緊牙運(yùn)動(dòng)大腦皮層的激活
正常情況下,人們是交替地用兩側(cè)牙齒咀嚼谷物的。但也有許多人從小養(yǎng)成了一種用一側(cè)牙齒咀嚼食物的習(xí)慣,醫(yī)學(xué)上稱為偏側(cè)咀嚼[2]。日久可引起一系列危害,其中最主要的是歪臉畸形。出現(xiàn)顏面兩側(cè)顯著不對(duì)稱,形成歪臉畸形,影響美觀。偏側(cè)咀嚼還可造成牙齒排列不齊、錯(cuò)頜等。由于下頜的牙列經(jīng)常向咀嚼側(cè)運(yùn)動(dòng),所以就使得下前牙的正中線向咀嚼側(cè)錯(cuò)位,以致使得后邊的牙齒形成刃對(duì)刃的咬合,甚至反頜[3]。另外,平時(shí)在咀嚼食物時(shí),由于食物在牙面上不斷地摩擦和唾液的持續(xù)沖洗,對(duì)牙齒能起到自潔作用。而廢用側(cè)的牙齒,由于長(zhǎng)期不咀嚼,就會(huì)失去這種自潔作用,日久該側(cè)牙齒就會(huì)堆積大量的牙垢、牙結(jié)石,造成牙齦發(fā)炎、萎縮,甚至引起牙齒松動(dòng)脫落[3-4]。此外,由于咀嚼側(cè)運(yùn)動(dòng)量大,使牙面磨損過大,造成牙本質(zhì)過敏,長(zhǎng)期下去,還可引起下頜關(guān)節(jié)彈響、疼痛等癥狀。偏側(cè)咀嚼所致的歪臉畸形,主要是由于一側(cè)的壞牙、齲病,錯(cuò)頜、牙周病及其他病灶牙的存在所致[5]。當(dāng)恢復(fù)雙側(cè)咀嚼功能后,顏面左右不對(duì)稱的發(fā)育畸形可停止發(fā)展。如成人的歪臉也可以通過外科正牙矯治取得理想效果[6]。
fMRI是一種對(duì)大腦沒有傷害的診斷和實(shí)驗(yàn)研究方法,被廣泛應(yīng)用于認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究領(lǐng)域,用來(lái)探討人類認(rèn)知過程與情緒活動(dòng)的腦機(jī)制,對(duì)感知覺、注意、語(yǔ)言以及情緒等的腦功能定位進(jìn)行研究,揭示了認(rèn)知與情緒過程的神經(jīng)生理基礎(chǔ)[7-8]。該技術(shù)具有較高的空間分辨率,從理論上可以精確到100μm,但在實(shí)際運(yùn)用中,由于很多因素限制了其空間分辨率,在一般的皮層區(qū)(如視覺皮層區(qū))可達(dá)到1~2mm的分辨率,可是仍然可以對(duì)不同腦區(qū)的心理功能進(jìn)行準(zhǔn)確的定位[9-10]。而且,還可以通過對(duì)患者和健康人認(rèn)知的腦功能定位對(duì)照,了解大腦的功能定位情況[11-12]。本研究中采用旨在探討偏側(cè)咀嚼患者緊咬牙運(yùn)動(dòng)大腦皮層的激活情況,分析偏側(cè)咀嚼對(duì)腦功能活動(dòng)的影響。結(jié)果顯示偏側(cè)咀嚼患者在緊咬牙運(yùn)動(dòng)時(shí),均顯示了初級(jí)軀體運(yùn)動(dòng)感覺皮層、島葉、前額葉皮層、頂葉皮層和顳葉皮層的激活。在P<0.001,激活區(qū)cluster≥3個(gè)體素的參數(shù)條件下,組分析結(jié)果顯示單側(cè)咀嚼運(yùn)動(dòng)時(shí),偏側(cè)中央前回的激活均強(qiáng)于另一側(cè)。
參與運(yùn)動(dòng)功能網(wǎng)絡(luò)包括初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層、運(yùn)動(dòng)前區(qū)、輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)和小腦,除此之外還包括基底節(jié)特別是背側(cè)紋和蒼白球[13]。一些研究認(rèn)為輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)(SMA)在扣帶回前部到中央前溝的區(qū)域,運(yùn)動(dòng)前區(qū)(PMA)位于中央前溝的前部和后部,連接額上溝的側(cè)面。小腦前葉有運(yùn)動(dòng)執(zhí)行功能,后葉外側(cè)是有線(Onlining)運(yùn)動(dòng)功能?;坠?jié)參與運(yùn)動(dòng)參數(shù)、運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)備、使運(yùn)動(dòng)成為自動(dòng)性、使連續(xù)運(yùn)動(dòng)流暢、抑制不想要的運(yùn)動(dòng)、適應(yīng)新環(huán)境、使被獎(jiǎng)勵(lì)行為流暢以及運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)和計(jì)劃等功能。還參與簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)如趾或指連續(xù)自由速度伸屈運(yùn)動(dòng)[14-15]。Davis等[16]證明各功能區(qū)有順序從中央向外排列,符合傳統(tǒng)皮層運(yùn)動(dòng)倒置的侏儒圖。他們認(rèn)為初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層手的功能圖沒有質(zhì)的功能分開,但是顯示某些運(yùn)動(dòng)的量的優(yōu)勢(shì)。簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)可激活初級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū),復(fù)雜運(yùn)動(dòng)需要更多腦皮層區(qū)參與運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào),更多激活非初級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)。Creac等[17]認(rèn)為熟練的、目的明確的手指連續(xù)運(yùn)動(dòng)興奮SMA、其他次級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)、軀體感覺區(qū)和頂區(qū)。運(yùn)動(dòng)想象為心里默想簡(jiǎn)單或復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的行為,沒有明顯身體運(yùn)動(dòng)。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層和軀體感覺區(qū)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有重疊。這些發(fā)現(xiàn)與PET研究相反,PET研究在心里默想時(shí),沒有顯示初級(jí)感覺運(yùn)動(dòng)皮層興奮。這些發(fā)現(xiàn)可能反映fMRI方法對(duì)精細(xì)變化極其敏感。另外想象和執(zhí)行運(yùn)動(dòng)過程中運(yùn)動(dòng)皮層的興奮,想象比執(zhí)行運(yùn)動(dòng)的信號(hào)強(qiáng)度低;運(yùn)動(dòng)想象和執(zhí)行共用同樣小腦網(wǎng)絡(luò),運(yùn)動(dòng)想象可能與新皮層的聯(lián)系有關(guān)[18-20]。
盡管目前fMRI研究還存在一些問題,如易受周圍組織影響、定位容易出現(xiàn)誤差、成像及后處理時(shí)間長(zhǎng)等,但是由于fMRI具有無(wú)創(chuàng)性、高空間分辨率、可多次重復(fù)操作、無(wú)輻射、無(wú)侵襲性等優(yōu)點(diǎn)[21],所以越來(lái)越受到腦認(rèn)知研究領(lǐng)域的廣泛重視,隨著fMRI技術(shù)和刺激方案的不斷發(fā)展和完善,有望解決上述不足,對(duì)腦認(rèn)知進(jìn)行更加深入研究,并開拓出更廣闊的臨床應(yīng)用前景。
[1]Kim HJ,Jeon BS,Lee KW.Hemimasticatory spasm associated with localized scleroderma and facial bemiatrophy[J].Arch Neurol,2000,57(3):576-580.
[2]Thompson PD,Obeso JA,Delgado G,et al.Focal dystonia of the jaw and the differential diagnosis of unilateral jaw and masticatory spasm[J].J Neurol Neurosurg Psychiatry,1986,49(3):651-656.
[3]Chen AC.New perspectives in EEG/MEG brain mapping and PET/fMRI neuroimaging of human pain[J].Int J Psychophysiol,2001,42(1):147-159.
[4]Petrovic P,Ingvar M.Imaging cognitive modulation of pain processing[J].Pain,2002,95(1/2):1-5.
[5]Treede RD,Apkarian AV,Bromm B,et al.Cortical representation of pain:functional characterization of nociceptive areas near the lateral sulcus[J].Pain,2000,87(8):113-119.
[6]Davis KD,Kwan CL,Crawley AP,et al.Event-related fMRI of pain:entering a new era in imaging pain[J].Neuroreport,1998,9(13):3019-3023.
[7]王玉瑋,馬緒臣,金真,等.健康成人戴用軟He墊緊咬運(yùn)動(dòng)時(shí)腦激活區(qū)域的功能性磁共振成像研究[J].華西口腔醫(yī)學(xué)雜志,2005,23(4):57-59.
[8]Daniel JC,William DS,Joseph AM,et al.Neural correlates of successful and unsuccessful verbal memory encoding[J].Brain Language,2002,80(3):287-295.
[9]Downing P,Liu J.Nancy Kanwisher testing cognitive models of visual attention with fMRI and MEG[J].Neuropsychologia,2001,39(12):1329-1342.
[10]Marie T,Banich L.fMRI study of Stroop tasks reveal unique roles of anterior and posterior brain systems in attentional selection[J].J Cogn Neurosci,2000,12(6):988-1000.
[11]Wu MT,Sheen JM,Chuang KH,et al.Neuronal specificity of acupuncture response:an fMRI study with electroacupuncture[J].Neuroimage,2002,16(4):1028-1031.
[12]王葦,漆劍頻,夏業(yè)玲,等.人腦運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)對(duì)針刺足三里和陽(yáng)陵泉反應(yīng)的功能性磁共振成像研究[J].中華物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)雜志,2004,26(8):472.
[13]Fang SH,Zhang SZ,Liu H,et al.Study on Brain Response to Acupuncture by Functional Magnetic Resonance Imaging--Observation on 14Healthy Subjects[J].CJ ITWM,2006,26(11):965-971.
[14]Liu H,Shan BC,Gao DS,et al.Different cerebellar responding to acupuncture at Liv3and LI4:an fMRI study[J].CHN J Med Imaging Technol,2006,22(8):1165-1171.
[15]Markus K,Thomas M,Jan K,et al.Spatial imagery in deductive reasoning:a functional MRI study[J].Cogn Brain Res,2002,13(12):203-212.
[16]Davis KD,Taylor SJ,Crawley AP,et al.Functional MRI of pain-and attention-related activations in the human cingulate cortex[J].J Neurophysiol,1997,77(6):3370-3380.
[17]Creac HC,Henry P,Caille JM,et al.Functional MR imaging analysis of pain-related brain activation after acute mechanical stimulation[J].AJNR Am J Neuroradiol,2000,21(5):1402-1406.
[18]Alexander MR,Dirk TL,Michael E,et al.Neural correlates of metaphor processing[J].Cogn Brain Res,2004,20(3):395-402.
[19]Jonathan E,Corey M,Moorep L,et al.Dissociable patterns of brain activity during comprehension of rapid and syntactically complex speech Evidence from fMRI[J].Brain Lanaguage,2004,91(3):315-325.
[20]譚向杰,馬力飛.出聲閱讀條件下不規(guī)則漢字頻率效應(yīng)的功能磁共振成像研究[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2004,20(11):1639-1641.
[21]朱峰,董險(xiǎn)峰,張振明,等.深度探討硬腦膜炎和硬脊膜炎的磁共振成像表現(xiàn)[J].檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)與臨床,2013,10(15):1992-1993.