中医医院麻醉科功能磁共振成像（fMRI）在麻醉领域中的进展.docx

中医医院麻醉科功能磁共振成像（fMRI）在麻醉领域中的进展（一）fMRI的原理当局部脑区的神经元活动增加时，血流量也会增加，因为局部脑氧耗量增加不明显，所以氧供增加要远大于氧耗,从而导致该区域去氧血红蛋白水平下降而氧合血红蛋白水平增加，即去氧血红蛋白与氧合血红蛋白的比例发生改变。氧合血红蛋白与去氧血红蛋白有着不同的磁化性质，其比例的改变会造成磁场信号的强度发生改变。fMRI正是通过检测这种变化对脑组织实行实时的功能成像，对生理或病理状态下的功能活动实行有效的评价。fMRI的最大优点是空间分辨率高，能够达到055m°除此之外，fMRI不需要注入任何外源性的放射性示踪剂，受试者能够在同一成像系统里完成各种实验条件下的不同任务。（二）fMRI在麻醉领域中的应用虽然fMRI应用于麻醉期间给予任务刺激时脑功能活动及探讨全麻作用机制的研究前景十分诱人，但这方面的工作尚处于起步阶段。因为全身麻醉的特殊性，研究手段多从听觉、痛觉、视觉、嗅觉等途径入手。1.听觉听觉是麻醉过程中最后一个消失和最先一个出现的感觉，是术中病人知晓的主要来源。现已证实，临床满意的麻醉深度下大脑仍能接收听刺激，并在一个相当复杂的水平处理这些听信息，但麻醉状态下大脑高级认知功能与听觉之间的关系却不十分明朗。研究七氟烷麻醉过程中听觉刺激对脑活动的影响时，Kerssens发现清醒状态（O.0vol%）下左右前题、额部、顶叶皮质、右枕叶皮质、左右丘脑、纹状体、海马及小脑均有明显变化，浅麻醉时（1.0vol%）左右颗上回、右侧丘脑、左右顶叶皮质、左额皮质、右枕叶皮质被显著抑制,而深麻醉（2.OvoBO对听刺激无影响。同年,Ramani用0.25MAC的七氟烷对受试者实行试验，观察到听觉刺激对联合皮质区的影响比初级皮质大得多，推测这可能与视皮质区有较高浓度的GABA受体相关。应用fMRI观察丙泊酚麻醉下听觉皮层对简单、复杂刺激的变化发现，浅麻醉期给予简单语句刺激后额区活动消失而双侧颗叶仍然存有活动，给予复杂听刺激后初级和联合听觉皮层都有反应，但对听觉刺激高水平的分析能力却丧失，并证实丙泊酚麻醉只能减弱而不能阻断血氧水平依赖听觉皮层的活动。Dueck等人研究神经外科病人觉醒状态和不同浓度丙泊酚（0.5、1.0.1.5、2.Omg/mL）麻醉下中枢神经系统对听刺激（音乐）的反应发现，觉醒时与初级和次级皮层相关的颗上回有明显变化，这些区域对听信息的处理起关键作用，随着丙泊酚浓度的增加,相对应区域的活动逐渐减弱，但不能完全阻断初级皮层对听刺激的反应，这与用电生理技术直接监测脑功能活动的结果相一致，暗示了病人在全身麻醉时大脑对听信息仍有加工处理的能力。2 .痛觉大量的生理和解剖数据显示痛感觉与前脑很多区域有着直接联系，但关于在麻醉期间伤害性刺激是如何传导到这些特定部位的却不是十分明确。人们用fMRI技术业已证实大脑很多区域被疼痛刺激激活，如壳核、杏仁核、岛叶、躯体感觉皮层、扣带前回等。给予亚麻醉剂量(50ngmL)氯胺酮时发现丘脑和岛叶对疼痛刺激的活动显著减弱，大剂量(200ngmL)对不同脑区的作用存有差异，丘脑和岛叶几乎无活动，而这两个区域与痛觉又最为密切，这与SprengerT等研究低剂量氯胺酮0.05、0.K0.15mg(kgh)麻醉时大脑对伤害性刺激的反应主要表现在第二躯体感觉皮层(S2)、丘脑、岛叶和扣带前回(ACC)的结论相吻合。研究异氟烷麻醉过程中躯体感觉对刺激的反应显示，伤害性和非伤害刺激反应均存在于清醒期和给予不同浓度的异氟烷麻醉期。在清醒阶段，两种刺激对第一和第二躯体感觉皮层都起显著作用，增大伤害性刺激时，尾状核及丘脑也同样能观察到活动。丘脑在低剂量(0.7vol%)异氟烷麻醉时仍然保持活动，Bonhomme用PET观察丙泊酚麻醉时脑活动的变化也证实了此观点。丙泊酚麻醉使意识消失时，伤害性刺激信号能够传递到皮质和皮质下结构区域，也可到达岛叶和小脑，但刺激信号传递到丘脑和扣带前回时明显减弱，并且成剂量依赖性。BeCerra用fMRI观察吗啡对大脑作用时发现，很多脑结构区域的活动与内源性阿片样作用相关，如导水管周围灰质、垂体等。3 .视觉WinianIS等对犬行异氟烷、丙泊酚、芬太尼或咪达嗖仑麻醉，证实了麻醉过程中视觉刺激能够引起犬脑功能的活动,所获得的犬脑成像显示三组麻醉之间无较大差异，表明fMRI研究中挥发性吸入麻醉药较其他静脉麻醉药易控制。在对猴行低剂量氯胺酮(l2mgkg)麻醉下，Leopold发现视动性眼球震颤(OKN)能诱发较大的运动视觉图形，即便在意识分离阶段，水平方向给予双向单眼视刺激，猴脑活动仍存有，表明氯胺酮不能消除视刺激对皮质环路的影响。Heinke等人观察亚麻醉剂量(0.42vol%)的异氟烷对脑功能活动影响时，发现红、白颜色的“L”字符在不同方位(0°,90°,180°,270°)的视刺激下并非全脑受影响，而只有前额岛叶，左、右顶内沟有明显变化，其他部位如外测膝状体核、初级视皮质、运动神经皮质等均无变化。文献报道硫喷妥钠作用大脑时，视皮质区对视刺激的变化是成剂量依赖性减弱的，静脉给予15OnIg硫喷妥钠后视皮质区也有活动，但相比清醒状态下要弱得多。4 .嗅觉fMRI不但能对听觉、视觉、疼痛刺激实行精确定位，还能够确定具体的嗅觉反应的脑功能活动区，显示在不同的嗅觉刺激条件下脑功能活动的变化情况。嗅觉刺激可引起脑内多个区域的活动功能变化，主要包括丘脑中部前份、额下回、运动前区边缘、杏仁核、下丘脑、海马回区等结构，高浓度化学物质刺激时丘脑的信号变化较低浓度刺激时明显，表示该区域的功能活动有浓度依赖性，而额下回和扣带回的功能活动则无明显的浓度依赖性。Ferris在麻醉清醒期用雌性犹猴排卵期的分泌物或雌性犹猴的卵巢刺激雄性犹猴时能够唤起其性幻觉，视前区和下丘脑前部明显被激活。与灵长类动物相似，嗅觉也能激活人脑区，Henkin等对正常受试者给予乙酸戊酯、薄荷酮等化学制剂气味刺激，尔后给予类似气味（香蕉、薄荷）物质的幻觉刺激，发现真实气味与幻觉气味能够激活相对应脑区，在幻觉气味给予过程中受试者并未接触真实气味，而其却能准确地激活相对应的嗅觉相关脑区,提示“记忆”在嗅觉信息处理中发挥一定作用，这暗示我们利用fMRI从嗅觉方面入手对探讨全麻作用机制和探讨麻醉状态下意识与记忆的关系有一定协助。