徐慰幸子　李郁欣*　耿道穎

功能MRI在意識(shí)障礙的診斷和喚醒預(yù)測(cè)中的研究進(jìn)展

徐慰幸子李郁欣*耿道穎

功能MRI能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)靜息和刺激狀態(tài)下高級(jí)復(fù)雜神經(jīng)活動(dòng)，并對(duì)意識(shí)障礙的3個(gè)不同水平：昏迷、植物狀態(tài)、微意識(shí)狀態(tài)的診斷和鑒別診斷提供了客觀依據(jù)。近年來(lái)功能MRI研究在部分臨床無(wú)應(yīng)答病人中發(fā)現(xiàn)了意識(shí)喚醒相關(guān)的局部腦區(qū)和腦功能網(wǎng)絡(luò)。介紹功能磁共振成像在意識(shí)障礙和意識(shí)喚醒相關(guān)腦功能網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用和研究進(jìn)展。

功能磁共振成像；意識(shí)障礙；意識(shí)喚醒；腦功能網(wǎng)絡(luò)

Int J Med Radiol，2016，39（5）：484-488

2004年修訂的昏迷恢復(fù)量表（coma recovery scale-revised,CRS-R）作為唯一標(biāo)準(zhǔn)化的神經(jīng)心理學(xué)評(píng)估量表，是臨床常用的評(píng)估意識(shí)障礙（disorders of consciousness，DOC）分級(jí)的量表。但對(duì)于昏迷、植物狀態(tài)、微小意識(shí)狀態(tài)的病人，客觀地進(jìn)行認(rèn)知功能的評(píng)價(jià)非常困難，因?yàn)殡S意運(yùn)動(dòng)是一些細(xì)微且未標(biāo)準(zhǔn)化的動(dòng)作，評(píng)估過(guò)程中病人容易疲憊甚至睡著[1]，且易受到評(píng)價(jià)者的主觀影響。根據(jù)隨意運(yùn)動(dòng)來(lái)量化分類(lèi)病人有時(shí)僅靠一個(gè)手指的細(xì)微動(dòng)作，誤診率能達(dá)到43%[2]。而功能MRI可以提供休息和刺激狀態(tài)下各種活動(dòng)和抑制腦區(qū)的分布的客觀依據(jù)。對(duì)于腦功能連接的研究不僅發(fā)現(xiàn)了與意識(shí)障礙有關(guān)的功能連接的喪失，更發(fā)現(xiàn)了與意識(shí)喚醒有關(guān)的功能連接和腦網(wǎng)絡(luò)。近年來(lái)研究證明了功能磁共振成像（functional MRI，fMRI）在意識(shí)障礙的準(zhǔn)確診斷中的優(yōu)越性，為準(zhǔn)確預(yù)測(cè)意識(shí)障礙的預(yù)后提供了可能。近十余年，國(guó)內(nèi)外研究者不斷將神經(jīng)fMRI用于研究意識(shí)障礙和意識(shí)喚醒，本文對(duì)這一領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)、先進(jìn)技術(shù)和研究進(jìn)展作一介紹。

1　意識(shí)障礙的分類(lèi)和轉(zhuǎn)歸

意識(shí)通常被定義為覺(jué)醒和意識(shí)內(nèi)容兩個(gè)維度。在意識(shí)內(nèi)容上，意識(shí)障礙包括3個(gè)水平：即昏迷、植物狀態(tài)（vegetative state，VS）、微意識(shí)狀態(tài)（minimally consciousness state，MCS）?；杳钥梢员豢闯杉葲](méi)有覺(jué)醒也沒(méi)有意識(shí)內(nèi)容，是一種無(wú)反應(yīng)狀態(tài)，病人閉眼，不能夠被喚醒，對(duì)自身和周?chē)h(huán)境不能知曉，對(duì)刺激不能產(chǎn)生自發(fā)的覺(jué)醒和睜眼?；杳允且环N過(guò)渡性狀態(tài)，2周內(nèi)其常見(jiàn)的結(jié)局是VS或腦死亡。VS是意識(shí)水平從昏迷到清醒狀態(tài)的轉(zhuǎn)歸，即有覺(jué)醒但沒(méi)有意識(shí)內(nèi)容。部分VS病人發(fā)展為永久性植物狀態(tài)（permanent vegetative state，PVS），此時(shí)病人的恢復(fù)希望非常渺茫。另一部分病人出現(xiàn)MCS，既有覺(jué)醒，也具有有限的意識(shí)內(nèi)容，它比PVS更可能恢復(fù)至清醒，其預(yù)后相對(duì)更好。MCS病人可間歇性地通過(guò)以下形式顯示出與環(huán)境之間存在有限的交流：視覺(jué)追蹤、遵循簡(jiǎn)單命令、給出是或否的信號(hào)(未必準(zhǔn)確)或者是具有可理解的語(yǔ)言表達(dá)或有限的目的性行為。一項(xiàng)對(duì)于12例VS病人和39例MCS病人的5年隨訪研究表明，VS病人在5年內(nèi)沒(méi)有出現(xiàn)好轉(zhuǎn)跡象，而MCS病人在1年后，10%～50%的人出現(xiàn)了回收運(yùn)動(dòng)并具有部分獨(dú)立的日常生活能力[3]。

2　神經(jīng)fMRI的常用技術(shù)和腦功能網(wǎng)絡(luò)

神經(jīng)fMRI是一種無(wú)創(chuàng)、無(wú)輻射性地觀察腦活動(dòng)的MRI技術(shù)。其中血氧水平依賴（blood oxygenation level dependent,BOLD）法是應(yīng)用較多的技術(shù)，當(dāng)大腦的某一區(qū)域活動(dòng)增強(qiáng)，fMRI可以檢測(cè)出大腦特定區(qū)域的血流變化。局部血流量增加時(shí)，血紅蛋白與氧結(jié)合產(chǎn)生反磁性的物質(zhì)，血紅蛋白與氧脫離產(chǎn)生順磁性的物質(zhì)。fMRI的BOLD信號(hào)基于T2*加權(quán)像，因?yàn)镸RI能探測(cè)到的去氧血紅蛋白和氧合血紅蛋白所產(chǎn)生的信號(hào)在這一類(lèi)成像方法上強(qiáng)度最大。而當(dāng)某一區(qū)域神經(jīng)活動(dòng)增強(qiáng)時(shí)，耗氧量增加，血流量也隨之增加，這種氧氣與血紅蛋白的結(jié)合也相應(yīng)增加。關(guān)注由外部刺激或執(zhí)行任務(wù)所致的神經(jīng)活動(dòng)所引發(fā)的血氧水平的改變的fMRI實(shí)驗(yàn)方法，被稱(chēng)為任務(wù)態(tài)fMRI。靜息態(tài)是指病人安靜、閉眼，盡量不做思考，無(wú)刺激的狀態(tài)。觀察靜息態(tài)下的腦活動(dòng)的fMRI被稱(chēng)為靜息態(tài)fMRI（resting-state fMRI,rs fMRI）。

1995年，Biswal等[4]提取了靜息態(tài)BOLD信號(hào)中的低頻成分（＜0.1Hz），發(fā)現(xiàn)人腦左右半球的感覺(jué)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)的BOLD信號(hào)低頻振蕩（low frequency fluctuations，LFF）存在顯著的時(shí)間同步性。這種時(shí)間同步性是功能連接的早期基礎(chǔ)研究。所謂功能連接，是指描述空間上分離的皮質(zhì)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間信號(hào)的統(tǒng)計(jì)相關(guān)性。執(zhí)行一個(gè)任務(wù)時(shí)，不同的人腦功能區(qū)域相互作用、互相協(xié)調(diào)，共同構(gòu)成一個(gè)腦網(wǎng)絡(luò)來(lái)發(fā)揮其功能。目前與意識(shí)相關(guān)的腦網(wǎng)絡(luò)包括感覺(jué)運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)（sensorimotor network，SMN）、聽(tīng)覺(jué)網(wǎng)絡(luò)（auditory network，AN）、突顯網(wǎng)絡(luò)（salience network，SN）、額頂網(wǎng)絡(luò)（frontoparietal network，F(xiàn)PN）、外部意識(shí)網(wǎng)絡(luò)和內(nèi)部意識(shí)網(wǎng)絡(luò)、執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)（executivecontrolnetwork，ECN）和默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)（default mode network，DMN）[5-7]。

此外，擴(kuò)散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）、磁共振波譜成像（magnetic resonance spectroscopy，MRS）也是fMRI中的常用技術(shù)。腦白質(zhì)中水分子在平行于神經(jīng)纖維束的方向上較垂直方向上擴(kuò)散能力更強(qiáng)，DTI利用這一特點(diǎn)對(duì)腦白質(zhì)纖維束進(jìn)行成像，可以揭示髓鞘破壞和軸索損傷。同時(shí)，利用各向異性的特點(diǎn)可以追蹤白質(zhì)纖維束的走行，無(wú)創(chuàng)重建個(gè)體人腦的白質(zhì)纖維，從而明確白質(zhì)纖維的結(jié)構(gòu)位置和行走特點(diǎn)。MRS提供了一種無(wú)創(chuàng)性體內(nèi)生化分析的方法，獲取體內(nèi)細(xì)胞代謝物的含量信息，包括N-乙酰天冬氨酸（NAA）、肌酸和膽堿。

3　fMRI在意識(shí)障礙的診斷和鑒別診斷中的應(yīng)用

能否準(zhǔn)確分級(jí)診斷昏迷、植物狀態(tài)、微意識(shí)狀態(tài)，關(guān)系著病人的預(yù)后評(píng)估和治療策略的選擇。目前，臨床上比較常用的評(píng)估意識(shí)狀況及其嚴(yán)重程度的方法，包括Glasgow昏迷量表、Rappaport昏迷量表、JFK昏迷恢復(fù)量表等。但這些量表難以捕獲意識(shí)狀態(tài)的微小變化，誤診率高達(dá)40%[2]。fMRI在昏迷、植物狀態(tài)、微意識(shí)狀態(tài)中的研究已取得了很大的進(jìn)展，獲得了大量的客觀依據(jù)。

3.1昏迷昏迷被定義為“不能喚醒的無(wú)反應(yīng)狀態(tài)”?；杳詴r(shí)，病人不能察覺(jué)其周?chē)h(huán)境且不能被任何強(qiáng)烈刺激喚醒。它是由于中腦-橋腦水平以上的網(wǎng)狀激活系統(tǒng)功能障礙或者兩側(cè)大腦半球功能障礙造成的。一項(xiàng)針對(duì)缺氧性損傷所致昏迷病人的靜息態(tài)fMRI的研究表明，與正常對(duì)照組相比，昏迷病人腦區(qū)的初級(jí)區(qū)域和高級(jí)相關(guān)區(qū)域的功能連接廣泛?jiǎn)适8]。Achard等[9]用圖論的方法研究腦網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋵傩裕l(fā)現(xiàn)昏迷病人中很多全腦網(wǎng)絡(luò)屬性依然保留，但在健康對(duì)照組的高效運(yùn)作的腦網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點(diǎn)在昏迷病人中不復(fù)存在。

3.2PVS傳統(tǒng)的病理、電生理及神經(jīng)影像數(shù)據(jù)表明，VS的產(chǎn)生與大腦的部分功能連接喪失和相應(yīng)腦區(qū)不能被激活有關(guān)。PVS的全腦葡萄糖代謝率是正常人的50%。但VS的意識(shí)恢復(fù)并不總與腦代謝有實(shí)質(zhì)性關(guān)系。

一些研究發(fā)現(xiàn)VS病人的丘腦和皮質(zhì)之間以及遠(yuǎn)端皮質(zhì)之間的腦功能連接受損。Laureys等[10]研究植物人的神經(jīng)功能發(fā)現(xiàn)，在功能喪失最多的雙側(cè)額葉和顳頂聯(lián)合區(qū),聽(tīng)覺(jué)點(diǎn)刺激和有毒體感刺激仍誘導(dǎo)了顯著的神經(jīng)元活動(dòng),表現(xiàn)為相應(yīng)區(qū)域的BOLD信號(hào)增加,但這種活動(dòng)僅限于初級(jí)皮質(zhì)，與高級(jí)關(guān)聯(lián)皮質(zhì)相分離。另一項(xiàng)針對(duì)VS和正常人的簡(jiǎn)單聽(tīng)覺(jué)刺激和軀體感覺(jué)刺激研究發(fā)現(xiàn)，VS的大腦活動(dòng)僅限于第二感覺(jué)區(qū)，高級(jí)皮質(zhì)（正常人可見(jiàn)激活）并未激活[11]。

另一些研究發(fā)現(xiàn)VS病人存在大腦皮質(zhì)功能的廣泛破壞，尤其是額頂網(wǎng)絡(luò)最為顯著。Schiff等[12]發(fā)現(xiàn)VS病人的中線（前、后扣帶回/楔前葉）以及橫向（即前額葉和后頂葉）的額頂網(wǎng)絡(luò)受損。一項(xiàng)包含34例VS和25例MCS病人的多中心研究中，相較于正常組，這兩組病人的額頂網(wǎng)絡(luò)中的部分節(jié)點(diǎn)，包括左額葉上回和左額葉下回的島蓋部和中線區(qū)域的前扣帶回皮質(zhì)（anterior cingulate cortex ACC）以及額眶部皮質(zhì)的功能連接出現(xiàn)異常。此外，左右丘腦的連接強(qiáng)度有所減低[13]。

3.3MCSMCS是意識(shí)障礙中預(yù)后較好的臨床類(lèi)型，雖仍具有嚴(yán)重的意識(shí)改變，但已獲得有限的意識(shí)內(nèi)容。解剖學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，MCS的病人沒(méi)有丘腦損傷或僅2～3級(jí)的彌漫性軸索損傷,表明MCS病人保留了行使基本功能的解剖結(jié)構(gòu)。從電生理和腦代謝來(lái)看，正電子體層掃描顯示神經(jīng)的電活動(dòng)和部分區(qū)域的葡萄糖代謝在MCS病人是基本正常的，而VS病人則完全缺失。

最近的一系列研究表明，fMRI可以為VS和MCS的鑒別診斷提供可靠的補(bǔ)充信息。Schiff等[12]研究了2例MCS的病人，對(duì)他們進(jìn)行正向語(yǔ)序和逆向語(yǔ)序刺激，在語(yǔ)言相關(guān)的腦區(qū)（額葉內(nèi)側(cè)、額葉中部、顳葉上部和中部）觀察到顯著的腦區(qū)激活，與正常組相比這種激活只出現(xiàn)在正向語(yǔ)序而不是逆向語(yǔ)序刺激中。在一項(xiàng)針對(duì)意識(shí)障礙病人的腦網(wǎng)絡(luò)的多中心研究中，MCS表現(xiàn)出大范圍的腦網(wǎng)絡(luò)激活（large－scale network activation，LSNA），而且，所有腦網(wǎng)絡(luò)在MCS和VS病人中都表現(xiàn)出顯著的差異（＞80%），尤其是MCS組的聽(tīng)覺(jué)網(wǎng)絡(luò)保留了更為顯著的連接[7]。同樣的結(jié)果也出現(xiàn)在Demertzi等[14]的研究中，該研究分析了53例VS和MCS病人的10個(gè)腦功能網(wǎng)絡(luò)，結(jié)果表明意識(shí)障礙組的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)連接中斷。而較之于VS，MCS病人表現(xiàn)出更強(qiáng)的功能連接，其中以聽(tīng)覺(jué)網(wǎng)絡(luò)的差異最為顯著，對(duì)靜息態(tài)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行獨(dú)立成分分析，左側(cè)執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)的差別在VS和MCS中表現(xiàn)得相當(dāng)明顯。在另一項(xiàng)研究中，11例意識(shí)障礙病人（6例VS和5例MCS）和12例健康者的靜息態(tài)自我參照網(wǎng)絡(luò)（self－reference network）進(jìn)行了比較，以前扣帶皮質(zhì)，后扣帶皮質(zhì)作為興趣區(qū)進(jìn)行種子點(diǎn)分析，意識(shí)障礙病人中，只有前扣帶皮質(zhì)區(qū)域表現(xiàn)了激活，而MCS病人較之于VS病人的激活更為顯著。前扣帶皮質(zhì)的信號(hào)減低程度與病人的意識(shí)障礙程度分級(jí)具有相關(guān)性[15]。

總結(jié)現(xiàn)有的資料，與VS相比，MCS病人表現(xiàn)為更大范圍的腦功能網(wǎng)絡(luò)激活，而且聽(tīng)覺(jué)網(wǎng)絡(luò)、執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)、自我參照網(wǎng)絡(luò)的功能連接強(qiáng)度分化與意識(shí)障礙嚴(yán)重程度具有一定的相關(guān)性。

fMRI在意識(shí)障礙中的研究從關(guān)注局部腦區(qū)活動(dòng)變化進(jìn)展到全腦網(wǎng)絡(luò)的分析。分析MCS、VS和昏迷與健康對(duì)照組的靜息態(tài)網(wǎng)絡(luò)，其中雙側(cè)執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)、默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)、聽(tīng)覺(jué)網(wǎng)絡(luò)的功能連接都顯著減少，其余靜息態(tài)腦網(wǎng)絡(luò)中并未觀察到明顯改變[15]。從興趣區(qū)分析，局部網(wǎng)絡(luò)分析到全腦網(wǎng)絡(luò)分析已成為意識(shí)障礙研究的一個(gè)趨勢(shì)。意識(shí)障礙的嚴(yán)重程度與部分腦功能網(wǎng)絡(luò)的功能連接喪失程度有關(guān)。這些結(jié)果表明fMRI可為意識(shí)障礙的診斷和鑒別診斷提供客觀的資料，也為治療策略的選擇提供了有力的依據(jù)。

4　fMRI在預(yù)測(cè)意識(shí)喚醒中的應(yīng)用

fMRI能夠探明與復(fù)雜的感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)相關(guān)的腦網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)。應(yīng)用這一技術(shù)，在一小部分床邊無(wú)法應(yīng)答的病人當(dāng)中發(fā)現(xiàn)了意識(shí)喚醒的跡象。在英國(guó)劍橋和比利時(shí)的兩個(gè)轉(zhuǎn)診中心，對(duì)于54例不能進(jìn)行床旁應(yīng)答的病人做可以用yes或no回答的問(wèn)題，監(jiān)測(cè)腦內(nèi)BOLD信號(hào)。發(fā)現(xiàn)5例病人能夠完全調(diào)動(dòng)他們的腦活動(dòng)。對(duì)其中4名符合植物狀態(tài)診斷標(biāo)準(zhǔn)的病人進(jìn)行詳盡的床旁測(cè)試，發(fā)現(xiàn)其中3人出現(xiàn)了意識(shí)喚醒的臨床指征[16]。Bardian等[17]對(duì)于6例嚴(yán)重腦外傷后喪失床旁交流能力的病人進(jìn)行fMRI掃描，在想象自己游泳時(shí)，3例病人表現(xiàn)出了BOLD信號(hào)的改變，其中2人出現(xiàn)輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)（supplementary motor area，SMA）的激活。其中1例診斷為MCS的病人，第1天無(wú)法跟隨床旁命令，fMRI的檢查結(jié)果也為陰性，而次日清晨病人的fMRI的掃描結(jié)果出現(xiàn)了SMA和頂葉皮質(zhì)的激活，當(dāng)日病人即出現(xiàn)了垂直向下的眼球運(yùn)動(dòng)，提示了病人意識(shí)狀況出現(xiàn)好轉(zhuǎn)的跡象。

一些研究發(fā)現(xiàn)fMRI的掃描結(jié)果與意識(shí)喚醒臨床轉(zhuǎn)歸平行，甚至早于臨床表現(xiàn)。靜息態(tài)下11例意識(shí)障礙病人（6例VS和5例MCS）和12例健康對(duì)照者比較，MCS組2例在PCC區(qū)活動(dòng)度最高的病人在2個(gè)月后有所恢復(fù)[15]。1例48歲腦外傷后診斷為昏迷的病人，于外傷后1個(gè)月和12個(gè)月時(shí)分別進(jìn)行2次fMRI掃描，第一次DTI結(jié)果揭示了DMN區(qū)顯著的結(jié)構(gòu)損傷，最顯著的是Brodmann 39區(qū)。但功能連接分析顯示在扣帶回后部和頂顳葉中的兩個(gè)小簇間有連接，此后病人便由昏迷轉(zhuǎn)歸為MCS；而第12個(gè)月時(shí)扣帶回后部和頂顳葉及內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)間發(fā)現(xiàn)更為顯著的連接。之后2個(gè)月時(shí)，他的臨床癥狀出現(xiàn)顯著好轉(zhuǎn)，語(yǔ)言功能全部恢復(fù)正常[16]。此項(xiàng)研究結(jié)果表明，fMRI有可能成為預(yù)測(cè)意識(shí)喚醒的生物學(xué)指標(biāo)。

鑒于聽(tīng)覺(jué)網(wǎng)絡(luò)在DOC病人中敏感程度高，聽(tīng)覺(jué)療法是常用的任務(wù)態(tài)功能磁共振研究刺激方法。SON-FV（subject to his/her own name said by a familiar voice）刺激療法[18]用熟悉的聲音呼喚病人的名字，是如今刺激療法中效果比較顯著的一種，39例VS病人中，16例出現(xiàn)高級(jí)聽(tīng)覺(jué)相關(guān)皮質(zhì)激活的病人中有12例(75%)恢復(fù)到MCS；其余23例較低水平激活或沒(méi)有激活的病人有17例（74%）預(yù)后不佳。根據(jù)創(chuàng)傷性和非創(chuàng)傷性進(jìn)行分類(lèi)，病人在出現(xiàn)高級(jí)聽(tīng)覺(jué)相關(guān)皮質(zhì)的激活的創(chuàng)傷性VS病人中，高達(dá)92%（12/13）的病人取得了很好的恢復(fù)，其陽(yáng)性預(yù)測(cè)值較高；而85%（11/13）的較低水平激活或沒(méi)有出現(xiàn)激活的非創(chuàng)傷VS病人則發(fā)展成為不良的臨床結(jié)果。SON-FV引起的聽(tīng)覺(jué)皮質(zhì)激活類(lèi)型和數(shù)量與VS病人的預(yù)后密切相關(guān)，尤其對(duì)于創(chuàng)傷性意識(shí)障礙病人。對(duì)MCS、VS兩組病人進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)5年情感性的聽(tīng)覺(jué)刺激，所有的MCS病人出現(xiàn)了高級(jí)皮質(zhì)的激活，但是有52.7%的VS病人表現(xiàn)出了一個(gè)類(lèi)似于MCS病人中的“非典型”的LSNA，這部分病人中80%的臨床預(yù)后良好，而沒(méi)有出現(xiàn)LSNA的病人則沒(méi)有好轉(zhuǎn)[19]。

近來(lái)也有一系列針對(duì)意識(shí)喚醒時(shí)的全腦功能連接強(qiáng)度變化的研究。功能連接強(qiáng)度減弱的腦區(qū)主要集中在后扣帶皮質(zhì)/楔前葉、內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)以及后側(cè)頂葉皮質(zhì)。這些腦區(qū)的功能連接強(qiáng)度與意識(shí)層面的恢復(fù)具有顯著相關(guān)性。有研究表明，以功能連接強(qiáng)度模式預(yù)測(cè)病人是否會(huì)轉(zhuǎn)歸為植物狀態(tài)或昏迷有81.25%的精確度，判別能力最強(qiáng)的區(qū)域是后扣帶皮質(zhì)/楔前葉[20]。另一項(xiàng)對(duì)不同意識(shí)水平的病人的靜息態(tài)網(wǎng)絡(luò)的連接強(qiáng)度和意識(shí)水平進(jìn)行方差分析的研究表明，突顯網(wǎng)絡(luò)功能連接強(qiáng)度，特別是前扣帶皮質(zhì)和左前島之間的連接強(qiáng)度與意識(shí)水平相關(guān)。而DMN的連接強(qiáng)度，特別是后扣帶皮質(zhì)和左側(cè)頂葉皮質(zhì)之間，與意識(shí)喚醒的預(yù)后相關(guān)[21]。

基于fMRI在DOC診斷方面的一系列研究，最近Laureys等[6]提出一個(gè)模型，意識(shí)喚醒的相關(guān)腦區(qū)集中在涵蓋與連接額葉和丘腦的環(huán)形調(diào)節(jié)回路上，這也是目前比較主流的方向。Demertzi等[5]提出了意識(shí)障礙病人中，“外部意識(shí)”網(wǎng)絡(luò)包圍的雙側(cè)橫向額顳頂皮質(zhì)和“內(nèi)部意識(shí)”網(wǎng)絡(luò)在功能連接上是斷開(kāi)的。圍繞著這兩方面，一系列利用藥物誘導(dǎo)意識(shí)障礙的研究相繼開(kāi)展，并且開(kāi)始研究意識(shí)喚醒時(shí)的腦功能活動(dòng)的動(dòng)態(tài)變化。

神經(jīng)功能影像在意識(shí)障礙領(lǐng)域的研究，從小樣本的基于興趣區(qū)的研究發(fā)展到多中心全腦網(wǎng)絡(luò)的研究。對(duì)意識(shí)障礙和意識(shí)喚醒時(shí)腦功能網(wǎng)絡(luò)的變化有了比較一致的結(jié)果，部分網(wǎng)絡(luò)的破壞程度為DOC分級(jí)評(píng)估提供了依據(jù)。意識(shí)喚醒的腦功能網(wǎng)絡(luò)已初具模型，動(dòng)態(tài)的fMRI研究也逐步開(kāi)展。fMRI能更準(zhǔn)確地評(píng)估意識(shí)障礙，有望成為意識(shí)評(píng)估的一個(gè)有效指標(biāo)，同時(shí)能夠更有效地對(duì)嚴(yán)重意識(shí)障礙進(jìn)行診斷和鑒別診斷，也可為意識(shí)喚醒的預(yù)測(cè)提供精準(zhǔn)的依據(jù)。

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（收稿2015－11－04）

Research progress in diagnosing disorders of consciousness and predicting consciousness awareness withfunctional magnetic resonance imaging

XU Weixingzi,LI Yuxin,GENG Daoying.Department of Radiology,Huashan

Hospital,Fudan University,Shanghai 200030,China

The fMRI can detect complex activity of neurons at rest and under various conditions of stimulation, thus provides accurate and objective information for the diagnosis and differential diagnosis of coma,vegetative state and minimally conscious state.Recent fMRI studies have reported brain functional network activation in a small proportion of behaviorally unresponsive patients.In this review,we summarized the applications and research progress of fMRI in functional brain networks related to disorders of consciousness or consciousness awareness.

Functional magnetic resonance imaging;Disorders of consciousness;Consciousness awareness;Functional brain network

10.19300/j.2016.Z3889

R445.2；R741

A

復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院放射科，上海200030

耿道穎，E-mail：gengdy@163.com

*審校者

國(guó)家自然科學(xué)基金（81471627）；上海市衛(wèi)生系統(tǒng)重要疾病聯(lián)合攻關(guān)重點(diǎn)項(xiàng)目（2013ZYJB009）；國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）（2015AA020501）