腦功能磁共振成像技術(shù)對(duì)雙相抑郁和單相抑郁患者的腦局部一致性研究

抑郁是一種常見的精神疾病。有雙相抑郁障礙（nb）的患者在發(fā)作期間沒(méi)有魯莽的病史，因此很難區(qū)分單獨(dú)的抑郁障礙（ud），導(dǎo)致治療不充分和治療后副作用[1.3]。因此,對(duì)BD和UD作出正確的診斷是能否恰當(dāng)治療的關(guān)鍵。靜息態(tài)fMRI技術(shù)能發(fā)現(xiàn)BD和UD患者腦內(nèi)變化的差異,有助于BD和UD的鑒別診斷。局部一致性(regionalhomogeneity,ReHo)的原理是計(jì)算腦組織中各體素的肯德爾和諧系數(shù)(kendall’scoefficientconcordance,KCC),反映局部腦區(qū)在時(shí)間序列上的同步性。若一致性增高,說(shuō)明局部腦區(qū)的活動(dòng)在時(shí)間序列上趨同;相反,則說(shuō)明其活動(dòng)的無(wú)序性。由于BD和UD的臨床表現(xiàn)不盡相同,發(fā)病機(jī)制也不相同,因此在本研究中筆者利用ReHo法對(duì)BD(抑郁狀態(tài)下)患者和UD患者進(jìn)行研究,并與健康志愿者進(jìn)行比較,以期發(fā)現(xiàn)3組間ReHo值圖之間的差異,并以此為基礎(chǔ)對(duì)產(chǎn)生它們的神經(jīng)生理學(xué)機(jī)制的其中重要一環(huán)———大腦的活動(dòng)情況進(jìn)行探討。1數(shù)據(jù)和方法1.1ud和bc患者本研究包含16名健康志愿者(對(duì)照組),17例BD患者(抑郁狀態(tài)下)和16例UD患者,均為右利手。UD和BD患者選自暨南大學(xué)第一附屬醫(yī)院精神心理門診。健康志愿者通過(guò)廣告形式在本地社區(qū)招募(2010年12月至2012年2月),性別、年齡和受教育程度相匹配。所有受試者均簽署知情同意書。本研究已通過(guò)暨南大學(xué)倫理委員會(huì)審核。1.2血氧行為-bold圖像3d-t1w采用1.5T的MR系統(tǒng)(GESignaHDMR)。以泡沫墊限制頭部運(yùn)動(dòng),掃描過(guò)程中,囑受試者保持閉眼、放松,制動(dòng)。通過(guò)使用3D-SPGR序列在矢狀方向上獲得三維T1加權(quán)(3D-T1W)圖像(TR18ms,TE1.8ms,翻轉(zhuǎn)角20°,平面分辨率256×256,層厚1.8mm)。采用對(duì)血氧水平依賴(BOLD)敏感的梯度平面回波成像(EPI)序列收集功能圖像(TR3000ms,TE60ms,翻轉(zhuǎn)角90°,FOV24cm)。用連續(xù)20層、層厚5mm、間隔1mm和平面分辨率3.75mm×3.75mm橫斷片獲得全腦體積。fMRI:每個(gè)受試者掃描持續(xù)6min24s以取得128層圖像。1.3體元的預(yù)處理和過(guò)濾數(shù)據(jù)后處理采用基于MATLAB2009b(Mathworks,Natick,MA,USA)和SPM8(統(tǒng)計(jì)參數(shù)軟件)軟件,利用DPARSF(靜息態(tài)fMRI數(shù)據(jù)處理助手)軟件進(jìn)行DICOM轉(zhuǎn)換、時(shí)間校正、頭運(yùn)動(dòng)校正和空間標(biāo)準(zhǔn)化等處理。舍棄最大位移在X、Y或Z上移動(dòng)>1mm或旋轉(zhuǎn)>1°的受試者數(shù)據(jù)。去除功能圖像的前10個(gè)時(shí)間點(diǎn),用高斯濾波方程的8mm×8mm×8mm半高全寬(FWHM)進(jìn)行平滑處理。經(jīng)預(yù)處理之后,去線性趨勢(shì)和過(guò)濾(0.01~0.08Hz)每個(gè)體元的時(shí)間序列可減少低頻漂移、生理性的高頻呼吸、心臟雜音和時(shí)間序列的線性趨勢(shì)分離。ReHo分析法采用REST軟件完成。個(gè)體的ReHo圖由評(píng)估特定體元及鄰近體元時(shí)間序列的肯德爾和諧系數(shù)(KCC)產(chǎn)生。鄰近體元的數(shù)量設(shè)置為26。為了減少個(gè)體差異的影響,通過(guò)用每個(gè)體元的KCC除以每個(gè)受試者全腦的平均KCC來(lái)獲得標(biāo)準(zhǔn)的ReHo圖。1.4配對(duì)比較分析用卡方檢驗(yàn)行性別差異性比較。用方差分析確定年齡、受教育程度和在BD(抑郁狀態(tài)下)、UD和對(duì)照組之間的神經(jīng)心理測(cè)驗(yàn)對(duì)比的差異性。當(dāng)這些數(shù)據(jù)行方差分析有顯著差異時(shí),再用Bonferroni多重比較校正檢驗(yàn)(P<0.05),作配對(duì)比較的因果關(guān)系分析。用兩樣本t檢驗(yàn)比較BD、UD和對(duì)照組ReHo圖上每個(gè)體元的差異。用簇的區(qū)間閾值V>10503mm3(389體素值)和t>2.042判斷差異是否有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,即每個(gè)體元要P<0.05。得出的結(jié)果利用蒙特卡羅模擬法的α-Sim校正法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)校正。2結(jié)果2.1兩組患者的抑郁評(píng)價(jià)和焦慮等級(jí)的量表后處理時(shí),舍棄2個(gè)UD患者和3個(gè)BD頭動(dòng)角度過(guò)大患者的圖像數(shù)據(jù),最終共有49個(gè)受試者合格。其人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和量表數(shù)據(jù)見表1。3組教育水平(F=0.327,P=0.723)和年齡(F=0.128,P=0.881)作方差分析后顯示BD、UD和健康對(duì)照組之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。以漢密爾頓抑郁評(píng)定量表(HAMD)和漢密爾頓焦慮等級(jí)量表(HAMA)為依據(jù),將對(duì)照組與BD組患者(tHAMA=6.674,P=0.015;tHAMD=22.130,P=0.000)或與UD組患者(tHAMA=6.611,P=0.015;tHAMD=12.514,P=0.001)進(jìn)行兩樣本t檢驗(yàn),結(jié)果差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,但BD組患者與UD組患者之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(tHAMA=0.001,P=0.980;tHAMD=0.043,P=0.837)。對(duì)3組的性別作卡方檢驗(yàn)后顯示無(wú)顯著性差異(χ2=1.200,P=0.273)。2.2運(yùn)行中主植物葉片rehoUD患者和對(duì)照組ReHo值和圖見表2和圖1。與對(duì)照組相比,UD組患者左側(cè)海馬旁回、右側(cè)中央前回、左側(cè)中央前回、左側(cè)中央后回和左側(cè)扣帶回的ReHo明顯降低,但左中枕葉、右側(cè)頂下葉、右側(cè)楔前葉、左側(cè)角回的ReHo明顯增加。BD患者的ReHo值和圖見表3和圖2。與對(duì)照組相比,BD組患者右側(cè)小腦前葉、橋腦、右側(cè)中央前回、左側(cè)中央后回、左側(cè)額下回和右側(cè)扣帶回的ReHo明顯降低;但右側(cè)島葉、左側(cè)額中回、左側(cè)楔前葉、左側(cè)枕葉、左側(cè)頂葉、左側(cè)額上回和左側(cè)丘腦的ReHo明顯增加。BD組與UD組患者ReHo的對(duì)比結(jié)果見圖3。與UD組患者相比,BD組患者丘腦的ReHo明顯增加(t=4.343,P<0.05)。3青少年抑郁癥患者頂前葉功能異常與相關(guān)因素的臨床癥狀利用fMRI對(duì)抑郁癥研究的文獻(xiàn)中,使用較多的是功能連接分析,主要體現(xiàn)感興趣區(qū)(ROI)之間或ROI與全腦之間的關(guān)系。本研究使用ReHo方法對(duì)抑郁患者全腦進(jìn)行研究,避免了因ROI選擇的不同產(chǎn)生的差異。本研究結(jié)果顯示與BD和UD有關(guān)的異常腦區(qū)主要分布在大腦額葉、頂葉和枕葉等不同的腦區(qū)(表2、3,圖1、2)。額葉屬大腦的高級(jí)認(rèn)知中樞,在靜息狀態(tài)下參與人腦對(duì)情緒的整合、內(nèi)外環(huán)境信息的整合及情景記憶的提取。由于抑郁癥的典型癥狀包括情緒低落、思維遲緩、意志活動(dòng)減退等,這些癥狀的產(chǎn)生均與額葉功能損傷有關(guān),因此根據(jù)本研究所得結(jié)果可以推測(cè)BD和UD患者均出現(xiàn)以額葉為中心的神經(jīng)通路異常,從而導(dǎo)致抑郁障礙患者在執(zhí)行功能和情感行為等方面的異常。抑郁患者均有較明顯的自殺傾向,但BD患者較UD患者重,這可能與控制情緒的相關(guān)額葉腦區(qū)損傷有關(guān)。本研究結(jié)果還表明BD患者存在左側(cè)額上回及額中回ReHo增高(表3,圖2)表現(xiàn),這可能是因?yàn)锽D患者的癥狀常較UD患者嚴(yán)重,并且額葉的ReHo異常區(qū)域也較UD患者大。早期有PET研究顯示,雙側(cè)頂葉背側(cè)血流與受試者接受信息復(fù)雜程度成正相關(guān),當(dāng)受試者習(xí)慣周圍環(huán)境后,血流量反而下降。Mayberg等研究發(fā)現(xiàn),抑郁障礙患者頂下小葉代謝降低。而在本研究中BD和UD患者則均為頂下小葉ReHo升高(表2、3,圖1、2),這提示頂葉功能異?？赡軐?dǎo)致患者接受新信息、學(xué)習(xí)等能力下降。靜息態(tài)下楔前葉是比較活躍的一個(gè)腦區(qū),主要參與情景記憶、自我意識(shí)及自我反省。Grimm等研究重度抑郁障礙患者任務(wù)態(tài)時(shí)發(fā)現(xiàn),給予患者與自我意識(shí)相關(guān)的正面和負(fù)面的情緒刺激時(shí),患者楔前葉信號(hào)降低。在本研究中筆者發(fā)現(xiàn)BD和UD患者楔前葉ReHo增高,這表明抑郁障礙患者出現(xiàn)自我意識(shí)增強(qiáng)、反復(fù)自省等臨床癥狀,與楔前葉的功能異常有關(guān)。另外,在本研究中發(fā)現(xiàn)BD和UD患者均存在扣帶回ReHo值的異常(表2、3,圖1、2),而扣帶回是組成邊緣系統(tǒng)的重要成分,其損傷后會(huì)產(chǎn)生情緒不穩(wěn)定、自主神經(jīng)功能失調(diào)、淡漠、無(wú)動(dòng)性緘默及注意力不集中等一系列臨床癥狀?？梢酝茢嘁钟粽系K患者存在額葉-邊緣系統(tǒng)通路異常。BD及UD患者除了上述相似的異常腦區(qū)外,還存在著多個(gè)不同激活的Reho區(qū)域。島葉與諸多結(jié)構(gòu)區(qū)域均存在聯(lián)系,如杏仁核、顳上回、眶額葉皮質(zhì)及海馬等。在抑郁障礙患者的研究中發(fā)現(xiàn)患者島葉的代謝增強(qiáng)與患者出現(xiàn)易激惹、睡眠障礙的程度有關(guān)。在本研究中BD患者右側(cè)島葉ReHo值增高,此點(diǎn)不僅可用于評(píng)估BD患者焦慮、易怒及睡眠障礙等癥狀,還可以用來(lái)鑒別BD和UD。海馬、海馬旁回及杏仁核都是人類學(xué)習(xí)記憶過(guò)程中非常重要的結(jié)構(gòu)。Bearden等發(fā)現(xiàn)無(wú)論是BD還是UD患者,其記憶功能都有損傷,但兩者之間的損傷程度未見明顯差別,本研究結(jié)果顯示UD組左側(cè)海馬旁回ReHo值減低,而BD組未見異常,具體原因還需要進(jìn)一步研究。Kenny等對(duì)老年抑郁障礙患者的研究中發(fā)現(xiàn),丘腦與兩側(cè)尾狀核的種子點(diǎn)的功能連接增強(qiáng)。Peng等發(fā)現(xiàn)重度抑郁障礙患者左側(cè)丘腦的ReHo值減低。這與本研究結(jié)果有相似之處,即:UD組患者存在左側(cè)丘腦的ReHo值減低(圖3)。由于丘腦與端腦、小腦、紋狀體及杏仁核均存在神經(jīng)纖維聯(lián)系,且均與情緒表達(dá)有關(guān),所以本研究中UD患者抑郁癥的最主要臨床癥狀可能與其丘腦異常有關(guān)。近期對(duì)社交恐懼癥患者(過(guò)度覺醒狀態(tài)下)的fMRI研究表明,患者的左側(cè)枕中回ReHo值增高,這種異常能影響患者的社會(huì)溝通能力。而本研究結(jié)果顯示UD組患者的左側(cè)枕中回ReHo值升高,據(jù)此筆者推測(cè)患者會(huì)出現(xiàn)記憶下降及社交困難。但BD組患者并未見枕葉ReHo異常,可能是由于UD患者只有抑郁發(fā)作期,而BD患者存在躁狂和抑郁兩種狀態(tài)。小腦主要功能是調(diào)節(jié)平衡和肌張力。在本研究中BD組患者右側(cè)小腦前葉的ReHo值出現(xiàn)異常,可以提示該組患者的小腦有損害,但UD組患者未見小腦異常的ReHo值,這與UD組患者癥狀較輕有關(guān),也可以解釋在BD及UD患者中手的靈活性受到損害的程度不同。Malhi等進(jìn)行任務(wù)態(tài)的fMRI研究發(fā)現(xiàn),正面的語(yǔ)言能刺激并激活對(duì)照組的橋腦