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论著-头颈部

不同嗅觉刺激模式对嗅觉fMRI的影响研究*

作者:张 慧1 孙海珍1 赵延通2 倪红艳3 沈 文3 尹建忠3

所属单位:1.天津医科大学一中心临床学院 (天津 300192) 2.河北省青县人民医院 (河北 沧州 062650) 3.天津市第一中心医院放射科, 天津市影像医学研究所 (天津 300192)

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摘要

目的 通过观察嗅觉中枢的激活 情况,探讨不同的嗅觉刺激模式是否会影 响嗅觉fMRI结果。方法 分别选择两种不 同的嗅觉刺激模式对同一受试者进行嗅觉 fMRI检查,选择双侧初级嗅觉皮层区为 ROI,观察其在两种模式下的激活情况以 及BOLD信号强度的变化,比较两者之间是 否有所差别。结果 16名正常志愿者两种 嗅觉刺激模式下的ROI区激活体素数无统 计学差异(定时模式为69.00±80.23,触 发模式为102.81±151.44,P值=0.42), 且平均BOLD时间-信号强度变化曲线也无 统计学差异(P值=0.167)。结论 无论是定 时模式还是触发模式,在刺激持续时间内 均存在至少一次的有效的吸气相,嗅觉中 枢的激活反应也是没有差异的,因此不同 嗅觉刺激模式对嗅觉fMRI结果是没有影响 的。

Objective To study the effects of different odor stimulation paradigms on olfactory fMRI results by observing the activation of olfactory central system. Methods Two different olfactory stimulation paradigms olfactory fMRI were executed on the same subjects,and extracted bilateral primary olfactory cortex area as ROI, observing its activation responding and BOLD signal intensity changes, to see whether there are any differences between the two paradigms. Results The ROI area activation responding of both two odor stimulation paradigms of 16 normal volunteers showed no statistical differences (fixed paradigm were 69.00±80.23, trigger paradigm were 102.81±151.44, P values=0.42), and there was no statistical differences between the two average time of BOLD signal intensity curve (P values=0.167). Conclusion No matter what the paradigm is, there should be at least one effective inspiratory phase in the duration of odor stimulation,it should cause the same activation response in the olfactory center. Therefore, different paradigms of olfactory stimulation do not effect on the result of olfactory fMRI.

【关键词】嗅觉;功能性磁共振成像;初级嗅觉皮层

【中图分类号】R339.12

【文献标识码】A

【DOI】 10.3969/j.issn.1672- 5131.2016.04.001

前言

功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)作为一种具有较高时间和空间分辨率的非创伤性神经影像检查 手段[1-2],目前已被广泛应用于检测脑神经元的功能。嗅觉fMRI是利 用外界的嗅觉刺激,观察嗅觉中枢神经元活动的一种任务态fMRI检查 方法,由于其可以反应嗅觉相关脑区的激活情况,可被用于会累及嗅 觉神经中枢的疾病的研究,如阿尔茨海默病,原发性帕金森等[3-4]。 但是,受试者呼吸频率及幅度个体差异较大,而且气味刺激的时间与 呼吸频率是否同步不可控制,这可能会影响到嗅觉fMRI结果的评估。 一些研究认为,在受试者吸气时开始给予气味刺激和随机给予气味 刺激,其结果是不一致的[5]。本研究分别选择两种不同的气味刺激模 式,一种为定时模式,即刺激开始的时间是固定的,可发生在呼吸周 期的任何一个时相,另一种为触发模式,即仅在感应到受试者吸气相 开始时给予气味刺激,通过观察嗅觉中枢的激活情况,来比较不同的 嗅觉刺激模式是否会对嗅觉fMRI的结果产生影响。