抑郁癥患者腦區(qū)腦功能的靜息態(tài)fmri研究

抑郁癥患者腦區(qū)腦功能的靜息態(tài)fmri研究

近年來，靜息相功能磁共振（mri）被用于臨床研究，以消除模型模型中受試者在研究任務(wù)時(shí)的差異對(duì)結(jié)果的影響。對(duì)于抑郁癥患者靜息態(tài)fMRI研究,主要進(jìn)行腦功能靜息態(tài)默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)特征的研究。有研究提示抑郁癥患者的焦慮、認(rèn)知障礙、遲緩、睡眠障礙及絕望感癥狀可能是部分特定的腦自發(fā)活動(dòng)一致性異常的表現(xiàn),不同性別的患者腦自發(fā)活動(dòng)一致性有差異,但是靜息態(tài)fMRI及與其臨床特征的研究尚缺乏必要的重復(fù)驗(yàn)證。故本研究擬采用靜息態(tài)fMRI方法,影像數(shù)據(jù)分析采用目前較新的局部一致性數(shù)據(jù)分析法(regionalhomogeneity,ReHo),進(jìn)一步探討抑郁癥患者腦區(qū)自發(fā)活動(dòng)特征及其與臨床癥狀的相關(guān)性。1對(duì)象和方法1.1受害者身份及納入標(biāo)準(zhǔn)來自2005年2～7月上海市精神衛(wèi)生中心、華山醫(yī)院門診就診的抑郁癥患者。入組標(biāo)準(zhǔn):符合美國精神障礙診斷與統(tǒng)計(jì)手冊(cè)第四版(DSM-IV)重性抑郁障礙診斷標(biāo)準(zhǔn);首發(fā)未用藥;年齡25～50歲;漢密爾頓抑郁量表(HAMD)≥20,漢密爾頓焦慮量表(HAMA)<14,簡明癡呆篩查表(BSSD)>22。排除標(biāo)準(zhǔn):神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病、腦外傷或腦血管病;嚴(yán)重心、肝、腎功能不全及控制不良的糖尿病等重大軀體疾病史或藥物依賴史者;軀體疾病、精神分裂癥或藥物依賴所致的抑郁發(fā)作。共入組16例,男6例,女10例,年齡26～45歲,平均(34.13±9.21)歲,受教育年限6～17年,平均(11.41±4.23)年;發(fā)病年齡6～45歲,平均(34.13±9.11)歲,病程0.5～4個(gè)月,平均(3.12±0.73)個(gè)月。HAMD總分26～36分,平均(31.71±3.85)分,HAMA總分5～10分,平均(7.70±2.21)分。正常對(duì)照組來自復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院學(xué)生及上海市精神衛(wèi)生中心職工。納入標(biāo)準(zhǔn):年齡25～50歲,目前精神狀況好,無精神病史及精神病家族史,無嚴(yán)重軀體疾病,HAMD<7,HAMA<7,BSSD>22。共16名,男6名,女10名,年齡25～42歲,平均(33.72±7.91)歲,受教育年限10～17年,平均(13.52±3.91)年。HAMD1～4分,平均(2.71±1.19)分,HAMA3～6分,平均(5.00±1.08)分。所有受試者體內(nèi)無金屬植入物,均為右利手,對(duì)試驗(yàn)研究簽署知情同意書,自愿參加?；颊呓M和對(duì)照組的年齡、性別與受教育年限相互匹配(P>0.05)。1.2方法1.2.1般資料診斷由1名研究者收集包括年齡、性別、受教育年限、發(fā)病年齡、病程與既往史等一般資料。由2名主治醫(yī)師依據(jù)DSM-IV標(biāo)準(zhǔn)對(duì)入組患者進(jìn)行診斷,對(duì)所有受試者進(jìn)行HAMD、HAMA及BSSD評(píng)分。診斷一致率100%,量表評(píng)定Kappa值為0.81。1.2.2低頻波掃描fmri檢查前向受試者解釋注意事項(xiàng),統(tǒng)一指導(dǎo)語:安靜閉眼休息,盡量保持頭部不動(dòng)。采用美國GE公司Sigma3.0T磁共振成像系統(tǒng)掃描。海綿墊固定受試者頭部,納米海綿球塞耳。選用標(biāo)準(zhǔn)正交頭線圈采集信號(hào)。掃描步驟如下:定位像掃描;2D結(jié)構(gòu)像掃描;3D結(jié)構(gòu)像掃描;靜息態(tài)掃描5min12s,前12s為預(yù)掃描時(shí)間,以獲取穩(wěn)定信號(hào),不納入數(shù)據(jù)處理。fMRI掃描參數(shù):常規(guī)解剖像采用T1加權(quán)成像,快速自旋回波序列(FSE),參數(shù)為:重復(fù)時(shí)間/回波時(shí)間(TR/TE):500ms/14ms,切角15°,層厚5mm,間距0,采集次數(shù)(NEX)=1,視野(FOV):24cm×24cm,軸面從顱底到頂葉共22層。快速梯度回波序列(FSPGR)采集3D全腦結(jié)構(gòu)圖像:TR/TE:6.4ms/1.6ms,層厚1mm,間距0,矩陣256×192,1.00NEX,掃描146層。靜息態(tài)掃描采用多層平面回波序列(EPI),參數(shù)為:(TR/TE):3s/30ms,切角90°,FOV:24cm*24cm。3立方體。以AFNI軟件包去線性漂移,進(jìn)行帶通濾波處理(0.01Hz<f<0.08Hz),以去除生理噪聲如呼吸、心跳所致干擾信號(hào)。再以SPM2軟件作6mm高斯核平滑,獲得的低頻波信號(hào)進(jìn)入下一步處理;②ReHo分析:ReHo計(jì)算公式如下:W=∑(Ri)2?n(Rˉˉˉ)2(1/12)K2(n3?n)W=∑(Ri)2-n(Rˉ)2(1/12)Κ2(n3-n)。1.3差異腦區(qū)reho差異以SPSS12.0軟件對(duì)兩組間HAMD、HAMA及BSSD評(píng)分進(jìn)行t檢驗(yàn)。以AFNI軟件依據(jù)個(gè)體KCC圖譜進(jìn)行t檢驗(yàn),以分析兩組間的差異腦區(qū)。多重比較校正參數(shù):激活簇體積(clustersvolume,CV)>837mm3(t>2.746,P<0.01),共31個(gè)voxels。對(duì)差異腦區(qū)ReHo差異最大處的KCC值與患者的HAMD量表總分及因子分進(jìn)行Pearson相關(guān)分析。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。2結(jié)果2.1各外側(cè)上哌葉的reho值比較患者組左側(cè)丘腦、小腦、右側(cè)枕葉、中部枕葉、左側(cè)枕葉、左內(nèi)側(cè)上顳葉與左外側(cè)上顳葉的ReHo值均低于對(duì)照組(P<0.01)。見圖1。表1顯示ReHo值差異最大點(diǎn)定位,定位選用Talairach與Tournoux坐標(biāo)系統(tǒng)。2.2睡眠障礙因子七個(gè)差異腦區(qū)的KCC值與HAMD量表總分無相關(guān)性(P>0.05)。進(jìn)一步分析,左側(cè)丘腦ReHo值與HAMD體重因子分、睡眠障礙因子分相關(guān)(r=0.56,P<0.05;r=0.58,P<0.05),左外側(cè)上顳葉ReHo值與HAMD認(rèn)知障礙因子分相關(guān)(r=0.51,P<0.05),左內(nèi)側(cè)上顳葉ReHo值與HAMD焦慮軀體化因子分、認(rèn)知障礙因子分相關(guān)(r=0.51,P<0.05;r=0.53,P<0.05)。未見其余4個(gè)腦區(qū)的ReHo值與HAMD因子分相關(guān)(P>0.05)。見表2。3抑郁癥患者腦功能異常與情緒相關(guān)研究本研究應(yīng)用ReHo法處理影像數(shù)據(jù),該方法以計(jì)算肯德爾和諧系數(shù)為基礎(chǔ),可反映腦區(qū)局部時(shí)間序列的同步性,能對(duì)全腦的信號(hào)進(jìn)行一致性分析,通過腦區(qū)自發(fā)神經(jīng)活動(dòng)一致性,可以推斷相應(yīng)腦區(qū)的功能。靜息態(tài)fMRI常用于探討不同腦區(qū)間的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)特征,近年來也被應(yīng)用于研究阿爾茨海默病、兒童孤獨(dú)癥、抑郁癥等疾病腦功能默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)特征。將ReHo分析法與靜息態(tài)fMRI相結(jié)合,可以探討基礎(chǔ)狀態(tài)下的自發(fā)神經(jīng)活動(dòng),可以用于研究精神分裂癥、抑郁癥等精神疾病的腦區(qū)自發(fā)神經(jīng)活動(dòng)。本研究表明,抑郁癥患者左側(cè)丘腦ReHo值降低。在PET與SPECT的相關(guān)研究中,多發(fā)現(xiàn)抑郁癥患者丘腦部位血流下降、糖代謝率增加,間接反映了抑郁癥患者此區(qū)域功能異常;在一項(xiàng)首發(fā)抑郁癥患者丘腦質(zhì)子磁共振波譜分析研究中,結(jié)果顯示患者丘腦可能存在神經(jīng)元受損和線粒體代謝障礙。本研究顯示抑郁癥患者左側(cè)丘腦在基礎(chǔ)狀態(tài)下自發(fā)神經(jīng)活動(dòng)一致性減低,腦區(qū)內(nèi)神經(jīng)活動(dòng)協(xié)調(diào)一致性功能異常,可能與腦區(qū)內(nèi)神經(jīng)元受損及其能量代謝相關(guān)的線粒體功能異常相關(guān)?；颊咦髠?cè)丘腦的ReHo值與HAMD量表的體重因子、睡眠障礙因子相關(guān),這提示抑郁癥患者基礎(chǔ)狀態(tài)下丘腦自發(fā)活動(dòng)一致性降低,與抑郁癥的部分臨床表現(xiàn)相關(guān)。此研究結(jié)果驗(yàn)證了抑郁癥病理環(huán)路(邊緣一皮層一紋狀體一蒼白球一丘腦)的假說。抑郁癥病理環(huán)路假說認(rèn)為,抑郁癥的發(fā)病及其臨床癥狀與上述情緒調(diào)控神經(jīng)環(huán)路的功能異常相關(guān),其中丘腦是抑郁癥出現(xiàn)睡眠、進(jìn)食和體重問題的關(guān)鍵腦區(qū)。本研究顯示,抑郁癥患者左外側(cè)上顳葉和左內(nèi)側(cè)上顳葉的ReHo值降低,提示這兩個(gè)腦區(qū)的神經(jīng)自發(fā)活動(dòng)一致性降低,存在基礎(chǔ)狀態(tài)下顳葉腦區(qū)神經(jīng)活動(dòng)協(xié)調(diào)一致性功能異常。而在一項(xiàng)抑郁癥腦白質(zhì)性別差異的初步研究中,顯示顳葉是抑郁癥白質(zhì)異常的腦區(qū)之一,白質(zhì)主要傳導(dǎo)神經(jīng)信號(hào),其結(jié)構(gòu)與功能異?？赡苁窃搮^(qū)域自發(fā)神經(jīng)活動(dòng)一致性異常的原因之一。另一項(xiàng)靜息態(tài)下抑郁癥患者腦功能研究中,顯示患者的顳葉、額葉、扣帶回等區(qū)域功能異常,也支持抑郁癥病理環(huán)路假說;其進(jìn)一步的相關(guān)分析表明,焦慮、認(rèn)知障礙與顳葉腦區(qū)功能異常相關(guān)。本研究顯示,抑郁癥患者左外側(cè)上顳葉的ReHo值與認(rèn)知障礙因子分相關(guān),左內(nèi)側(cè)上顳葉的ReHo值與焦慮軀體化因子及認(rèn)知障礙因子分相關(guān),與上述研究相一致,也提示抑郁癥患者負(fù)性認(rèn)知及焦慮情緒的產(chǎn)生與患者上顳葉自發(fā)神經(jīng)活動(dòng)一致性降低相關(guān),支持Beck于1967年提出的抑郁障礙“偏向性認(rèn)知理論”。該假說認(rèn)為,抑郁癥患者對(duì)內(nèi)外界信息的處理存在負(fù)性、歪曲的認(rèn)知,而顳葉腦區(qū)正是其神經(jīng)解剖基礎(chǔ)中的關(guān)鍵腦區(qū),與負(fù)性情緒密切相關(guān)。本研究還首次顯示抑郁癥患者小腦與枕葉部位的ReHo值減低。小腦除了調(diào)控運(yùn)動(dòng)平衡功能之外,在感覺與情緒信息的初始分辨中也起重要作用,可能參與了情緒處理過程。枕葉的大部分功能區(qū)與視覺信號(hào)編碼相關(guān),而視覺記憶參與注意、視覺及語言運(yùn)動(dòng)等神經(jīng)心理功能網(wǎng)絡(luò)。本研究未發(fā)現(xiàn)抑郁癥患者小腦與枕葉部位ReHo值與臨床特征間的相關(guān)性,其自發(fā)神經(jīng)活動(dòng)一致性異常與臨床神經(jīng)心理異常的相關(guān)機(jī)制需要進(jìn)一步研究,對(duì)此研究結(jié)果應(yīng)審慎對(duì)待。由于本研究對(duì)象為首發(fā)未用藥者,在發(fā)現(xiàn)抑郁癥患者左側(cè)丘腦、左側(cè)上顳葉、左側(cè)小腦、枕葉存在區(qū)域自發(fā)神經(jīng)活動(dòng)一