首發(fā)偏心型精神分裂癥腦內(nèi)白質(zhì)磁共振彌散張量成像的特點

近年來，越來越多的證據(jù)表明，大腦結(jié)構(gòu)異常，腦功能異常，腦間隔接觸功能障礙是腦癱發(fā)病機(jī)制的假設(shè)之一。白質(zhì)纖維是腦區(qū)間聯(lián)絡(luò)的物質(zhì)基礎(chǔ),而磁共振彌散張量成像(diffusiontensorimaging,DTI)可檢測白質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)完整性,為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究提供直接信息。研究表明,精神分裂癥存在多個部位腦白質(zhì)纖維的完整性損害,且與陰性癥狀、陽性癥狀、沖動攻擊等精神病理癥狀相關(guān),但有的研究未排除人口學(xué)特征、病程、疾病嚴(yán)重程度、疾病亞型、抗精神病藥物服用時間和劑量等因素的影響。故本研究對未用藥首發(fā)偏執(zhí)型精神分裂癥患者進(jìn)行DTI掃描,并以性別、年齡、文化程度相匹配的正常對照比較,以期為“精神分裂癥神經(jīng)發(fā)育異常”尤其是“腦內(nèi)連接異常”的假說提供有力證據(jù)。1對象和方法1.1病例選擇選擇標(biāo)準(zhǔn)一般以年齡與性別、年齡分布來自2008年3～12月濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院的住院和門診精神分裂癥患者。入組標(biāo)準(zhǔn):①符合中國精神障礙分類與診斷標(biāo)準(zhǔn)第三版(CCMD-3)中偏執(zhí)型精神分裂癥的診斷標(biāo)準(zhǔn);②首次發(fā)病,陽性與陰性癥狀量表(PANSS)評分≥45分;③未接受過抗精神病藥物治療;④年齡18～45歲,文化程度初中或以上;⑤右利手。排除標(biāo)準(zhǔn):①患有腦血管疾病、癲癇、出現(xiàn)昏迷的腦外傷等腦器質(zhì)性疾病;②合并酒依賴、海洛因等精神活性物質(zhì)使用及人格障礙;③患心肝腎等嚴(yán)重疾病。入組患者由兩名精神科副主任醫(yī)師臨床確診,共20例,男性8例,女性12例;年齡18～37歲,平均(25.1±7.4)歲;病程為3～16個月,平均(8.6±2.3)個月;受教育年限為8～16年,平均(12.1±3.5)年;PANSS評分為48～86分,平均(58.9±12.6)分。正常對照來自濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院的實習(xí)醫(yī)生、護(hù)士或服務(wù)公司人員。入組標(biāo)準(zhǔn):①年齡(±3歲)、性別、文化程度與患者匹配;②身體健康,無頭部外傷,無神經(jīng)精神疾病,無心肝腎等嚴(yán)重病史,亦無精神疾病家族史;③右利手。共20名,男性8名,女性12名;年齡21～38歲,平均(27.8±5.2)歲;受教育年限8～16年,平均(11.3±3.2)年。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn),被試或家屬簽署書面知情同意書。1.2dti掃描參數(shù)采用SiemensMagnetomAvanto超導(dǎo)1.5TMR掃描儀。應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)頭部正交線圈,固定受試者頭部,耳內(nèi)塞棉球,以減少噪音的影響。全部受試均行常規(guī)T1WI、T2WI、FLAIR掃描。T1WI掃描參數(shù)為TR/TE360/15ms,FOV240mm×180mm,層厚8mm,間隔2mm,矩陣384×192,1次采集。T2WI掃描參數(shù)為TR/TE2200/22.3/Efms,FOV240mm×180mm,層厚8mm,間隔8mm,矩陣384×192,1次采集。FLAIR掃描參數(shù)為TR/TE10002/162/Efms,FOV240mm×240mm,層厚8mm,間隔8mm,矩陣384×192,1次采集。爾后進(jìn)行DTI成像掃描,DTI掃描采用單次激發(fā)SEEPI序列,掃描參數(shù)為TR/TE9999/89.2/Efms,FOV240mm×240mm,層厚8mm,間隔2mm,矩陣128×128,1次采集。在12個方向上施加彌散梯度,b=1000s/mm2,共成像38層,掃描時間220s,再進(jìn)行常規(guī)MRI掃描。所需時間共約530s。DTI數(shù)據(jù)經(jīng)Siemens公司提供的彌散張量數(shù)據(jù)處理軟件Functional(Sun,AdvantageWindowsADW4.2)處理。對所有圖像移動校正,以去掉掃描過程中被試頭部移動所導(dǎo)致的圖像配準(zhǔn)不良;其次利用高斯過濾技術(shù)進(jìn)行降噪處理,以提高圖像的信噪比;然后生成部分各向異性(factionalanisotropy,FA)圖及三維彩色編碼張量圖,選定基底節(jié)或其上下層面測量胼胝體、左右側(cè)鉤束、扣帶、左右側(cè)內(nèi)囊前肢和后肢、左右側(cè)額葉和顳葉白質(zhì)、穹隆和左右側(cè)小腦腳等。每個感興趣區(qū)(regionofinterest,ROI)均多次測量,以確保該部位所選層面的FA值最大。具體方法如下:先在三維彩色編碼張量圖上確認(rèn)纖維束的走行,然后在b=0圖像按照不同解剖部位手工放置橢圓形或圓形ROI,使其中心位置位于FA值最高處,并保證ROI小于解剖結(jié)構(gòu),以避免鄰近組織影響。處理后數(shù)據(jù)由同一名影像科醫(yī)生在不同時間反復(fù)測量而成。1.3立樣本t檢驗采用SPSS10.0。FA值的組間比較采用獨立樣本t檢驗,組內(nèi)左右側(cè)對稱性比較采用單樣本配對t檢驗。t檢驗中,如果標(biāo)準(zhǔn)差大于均數(shù)1/3,則采用獨立樣本秩和檢驗。檢驗水準(zhǔn)ɑ=0.05。2結(jié)果2.1最終成像di見圖1、2。2.2側(cè)內(nèi)囊腰椎、嘴唇體膝關(guān)節(jié)fa值比較首發(fā)偏執(zhí)型精神分裂癥患者的額葉、內(nèi)囊前肢、外囊的左右兩側(cè)FA值和左側(cè)顳葉、左側(cè)內(nèi)囊膝部、胼胝體膝部FA值均小于正常對照組(t分別為3.50、4.17、3.20、3.16、2.92、5.11、3.01、2.31、3.36,P均小于0.05);余各腦區(qū)FA值的兩組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表1。2.3兩組內(nèi)囊前后fa值的比較表2患者組額葉左右側(cè)FA值無統(tǒng)計學(xué)差異(t=1.60,P>0.05),而對照組左側(cè)大于右側(cè)(t=2.43,P<0.05);患者組內(nèi)囊膝部和后肢的FA值右側(cè)大于左側(cè)(t=4.84,P<0.05;t=5.34,P<0.05),而對照組左側(cè)大于右側(cè)(t=2.94,P<0.01;t=2.95,P<0.01);患者組和對照組余各興趣區(qū)左右側(cè)FA值的差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表1。3參與精神狀態(tài)的檢查FA值是DTI成像的主要參數(shù),可較好地反映組織超微結(jié)構(gòu)的有序性。FA值降低,表明纖維的致密度下降,微細(xì)結(jié)構(gòu)受損。為排除病程和抗精神病藥物的影響,本研究特以首發(fā)偏執(zhí)型精神分裂癥患者為研究對象。這些患者PANSS平均評分58.9,便于影像學(xué)檢測。PANSS評分偏低,說明癥狀較輕,如結(jié)果異常則能更好地說明在疾病早期即存在大腦白質(zhì)超微結(jié)構(gòu)的異常。多數(shù)功能磁共振(fMRI)研究發(fā)現(xiàn),精神分裂癥是多個腦區(qū)和受累腦區(qū)間神經(jīng)聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)發(fā)生異常,進(jìn)而導(dǎo)致了患者的功能異常。其中,額、顳葉區(qū)以及額顳葉間的聯(lián)系和額顳葉與皮層下結(jié)構(gòu)的聯(lián)系是研究重點。人腦中,鉤束是額-顳葉間的主要纖維聯(lián)系通路;內(nèi)囊前肢的丘腦-皮質(zhì)投射是聯(lián)系額葉和基底節(jié)神經(jīng)節(jié)的纖維束,組成了額葉皮層下反饋環(huán)路,為高級認(rèn)知反饋回路,其結(jié)構(gòu)和/或功能異?？杀憩F(xiàn)為行為和智能障礙。本研究中,首發(fā)偏執(zhí)型精神分裂癥患者雙側(cè)的額葉、內(nèi)囊前肢和左側(cè)顳葉、左側(cè)內(nèi)囊膝部的FA值降低,提示精神分裂癥可能在額、顳葉內(nèi)或額-顳葉之間、額葉皮層下反饋環(huán)路存在白質(zhì)超微結(jié)構(gòu)的異常,構(gòu)成患者以認(rèn)知功能異常為代表的各種精神癥狀的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),為精神分裂癥腦功能異常連接假說提供了直接的活體證據(jù)。胼胝體由兩側(cè)大腦半球的聯(lián)合纖維匯聚而成,擔(dān)負(fù)著兩半球的信息傳遞和整合功能,是人類精神活動的重要部位。胼胝體在結(jié)構(gòu)上可以分為嘴部、膝部、體部和壓部四部分,其中膝部纖維來自額葉,與額葉功能聯(lián)系密切;壓部纖維來自顳葉下部和頂葉,與顳葉下部和頂葉聯(lián)系密切。本研究中,患者組雙側(cè)胼胝體膝部FA值低于正常對照組,壓部和體部無差異,說明首發(fā)偏執(zhí)型精神分裂癥胼胝體白質(zhì)的病理改變集中,主要涉及額葉功能相關(guān)部位,可更好地解釋精神分裂癥可能的發(fā)病機(jī)制。扣帶回是邊緣系統(tǒng)的重要組成部分,與前額葉、顳葉、邊緣系統(tǒng)其它部分均存在著廣泛聯(lián)系?？蹘沁吘壪到y(tǒng)最突出的白質(zhì)纖維,是唯一聯(lián)系扣帶皮質(zhì)和額葉前部、頂葉、顳區(qū)和丘腦的纖維。慢性男性精神分裂癥患者的DTI研究發(fā)現(xiàn),患者扣帶束的擴(kuò)散各向異性較正常對照組低,而本研究并未發(fā)現(xiàn)這種差異。原因可能是:本研究受試為首發(fā)偏執(zhí)型精神分裂癥患者,陽性癥狀較多,病程較短,未接受過抗精神病藥物的治療,而慢性精神分裂癥患者多以情感淡漠、意志缺乏、注意障礙等陰性癥狀為主,難于排除藥物的影響。比較不同臨床亞型精神分裂癥患者腦白質(zhì)擴(kuò)散各向異性的差異是今后需進(jìn)一步探討的問題,對于確定不同臨床癥狀的相關(guān)腦區(qū)具有重要意義。小腦參與了高級認(rèn)知功能的協(xié)調(diào),fMRI研究顯示精神分裂癥的前額葉-丘腦-小腦環(huán)路受損,可能參與了精神分裂癥的病理生理過程。Okugawa等的研究表明精神分裂癥患者小腦中腳FA值顯著降低,左側(cè)小腦中腳的FA值與神經(jīng)阻滯劑服用劑量明顯相關(guān),推測患者小腦-大腦皮層間的神經(jīng)聯(lián)系可能受損。本研究中,首發(fā)偏執(zhí)型精神分裂癥患者雙側(cè)大腦腳和小腦中腳未發(fā)現(xiàn)上述改變,同Wang等的研究結(jié)果相同,其原因尚需探討。在神經(jīng)解剖中,外囊是一個很少被人關(guān)注的啞區(qū),其外側(cè)為屏狀核,內(nèi)側(cè)為基底節(jié)。基底節(jié)的神經(jīng)解剖和功能已知之眾多,而人們對外囊的神經(jīng)纖維聯(lián)系和屏狀核的功能卻知之甚少。本研究表明,首發(fā)偏執(zhí)型精神分裂癥患者雙側(cè)外囊的擴(kuò)散各向異性降低,其潛在意義尚不清楚,這也是本研究的一個不同于其它研究的結(jié)果,值得進(jìn)一步探討。大腦偏側(cè)發(fā)育異常是精神分裂癥的病因?qū)W假說之一,認(rèn)為精神分裂癥系胚胎期左右側(cè)大腦半球發(fā)育不平衡所致。DTI研究顯示健康人大腦白質(zhì)的各向異性呈非對稱性分布,左側(cè)大于右側(cè)。本研究顯示首發(fā)偏執(zhí)型精神分裂癥患者額葉左右兩側(cè)FA值無明顯差異,意指正常“左>右偏