姜曉薇，周千，湯艷清，王菲

（中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院1.放射科腦功能研究室；2.精神醫(yī)學(xué)科，沈陽 110001）

·論著·

雙相障礙抑郁相患者靜息態(tài)腦功能磁共振局部一致性的研究

姜曉薇1，周千2，湯艷清2，王菲2

（中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院1.放射科腦功能研究室；2.精神醫(yī)學(xué)科，沈陽 110001）

目的對處于抑郁相的雙相障礙患者靜息態(tài)腦功能的異常變化進(jìn)行研究，探求雙相障礙患者抑郁相的病理生理機(jī)制。方法利用靜息態(tài)功能磁共振局部一致性（ReHo）方法，比較24例處于抑郁相的雙相障礙患者和28例健康對照的大腦靜息態(tài)功能磁共振數(shù)據(jù)。結(jié)果處于抑郁相的雙相障礙患者雙側(cè)額上回、雙側(cè)額中回、雙側(cè)內(nèi)側(cè)前額葉、雙側(cè)補(bǔ)充運動區(qū)、左側(cè)中央旁小葉及左側(cè)中央前回的ReHo值高于健康對照組，且差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.001）。結(jié)論處于抑郁相的雙相障礙患者雙側(cè)額上回、雙側(cè)額中回、雙側(cè)內(nèi)側(cè)前額葉、雙側(cè)補(bǔ)充運動區(qū)、左側(cè)中央旁小葉及左側(cè)中央前回的腦功能存在異常，這些腦區(qū)的異常功能可能與雙相障礙抑郁相的病理生理機(jī)制有關(guān)。

雙相障礙；抑郁相；靜息狀態(tài)；功能磁共振；局部一致性

雙相障礙（bipolar disorder，BD）以反復(fù)發(fā)作的躁狂和抑郁癥狀以及混合發(fā)作為特點。BD患者病程中處于抑郁相的時間較長［1，2］，首次就診時易被診斷為抑郁障礙［3］，這就意味著處于抑郁相的BD患者可能經(jīng)歷誤診、藥物使用不當(dāng)?shù)炔涣己蠊虼苏业紹D抑郁相的生物學(xué)標(biāo)記尤為重要。雖然有磁共振研究發(fā)現(xiàn)BD抑郁相患者在前額葉、邊緣系統(tǒng)、皮質(zhì)運動區(qū)、頂葉等腦區(qū)的自發(fā)神經(jīng)活動或灰質(zhì)密度異常［4～6］，但國內(nèi)研究數(shù)量較少，且結(jié)果不一。靜息態(tài)功能磁共振具有操作簡單、患者能較好地配合等優(yōu)點，已被廣泛的應(yīng)用于精神疾病的研究中。局部一致性（regional homogeneity，ReHo）［7］是靜息態(tài)功能磁共振分析方法中較為常用的一種方法，可用于反應(yīng)大腦神經(jīng)功能狀況。本研究利用靜息態(tài)功能磁共振技術(shù)ReHo方法對BD抑郁相的患者進(jìn)行研究，以期為BD抑郁相的病理生理機(jī)制提供研究基礎(chǔ)。

1　材料與方法

1.1研究對象

BD患者來自于中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院精神醫(yī)學(xué)科門診和沈陽市精神衛(wèi)生中心門診或病房。入組標(biāo)準(zhǔn)：（1）年齡13～50歲；（2）滿足《美國精神障礙診斷與統(tǒng)計手冊第四版》（diagnostic and statistical manual of mental disorders，fourth edition，DSM-Ⅳ）（年齡≥18歲）或?qū)W齡兒童情感障礙和精神分裂癥問卷（The schedule for affective disorders and schizophrenia for school-age children-present and lifetime version，K-SADS-PL）（年齡＜18歲）關(guān)于BDⅠ型，最近發(fā)作為抑郁的診斷標(biāo)準(zhǔn)；（3）右利手。最終有24例BD患者滿足入組標(biāo)準(zhǔn)（BD組），且大腦磁共振數(shù)據(jù)可用于圖像處理和統(tǒng)計分析。

健康對照（healthy control，HC）組通過廣告招募。入組標(biāo)準(zhǔn)：（1）年齡13～50歲；（2）既往及目前無精神疾病；（3）無精神疾病家族史或精神疾病病史；（4）既往及目前未使用過任何精神科藥物；（5）無神經(jīng)系統(tǒng)疾病或能引起神經(jīng)系統(tǒng)損傷的疾??；（6）右利手。最終有28例滿足入組標(biāo)準(zhǔn)，且大腦磁共振數(shù)據(jù)可用于圖像處理和統(tǒng)計分析。

所有受試者均由2名臨床經(jīng)驗豐富的副高職稱以上醫(yī)生應(yīng)用DSM-Ⅳ-TR軸Ⅰ障礙定式臨床檢查（患者版）或K-SADS-PL進(jìn)行診斷評估、確認(rèn)診斷，應(yīng)用17項漢密爾頓抑郁量表（hamilton depression scale，HAMD-17）及楊氏躁狂量表（young manic rating scale，YMRS）進(jìn)行癥狀嚴(yán)重程度的評估，應(yīng)用家族史調(diào)查表評定受試者的精神疾病家族史，應(yīng)用MRI安全性問卷評價受試者進(jìn)行磁共振檢查的安全水平，保障受試者的人身安全。

本研究獲得中國醫(yī)科大學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)，并且所有受試者均在研究前被詳細(xì)告知研究目的、方法，參加此項研究可能的風(fēng)險和不適，所有受試者均自愿參加本研究，并于磁共振掃描前簽署知情同意書。

1.2方法

大腦磁共振掃描在中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院核磁共振中心進(jìn)行。使用美國通用電器公司（GE）生產(chǎn)的3.0T超導(dǎo)型磁共振掃描儀，囑受試者在掃描過程中保持清醒，安靜平臥，盡量不做任何思維活動。靜息狀態(tài)下功能成像掃描，掃描參數(shù)如下：重復(fù)時間2 000 ms，回波時間40 ms，矩陣64× 64，視野240 mm×240 mm，層厚3 mm，層間隔0 mm，每個時間點掃描35層，共200個時間點，掃描時間400 s。

磁共振數(shù)據(jù)的處理包括2部分。（1）在Matlab軟件平臺上，使用基于SPM8軟件的DPARSF軟件包［8］對磁共振數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。主要處理步驟：①將DICOM格式數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換；②為了排除受試者適應(yīng)環(huán)境和機(jī)器穩(wěn)定性的影響，去掉前10個時間點，保留靜息狀態(tài)時間序列190個時點的數(shù)據(jù)；③層間時間差異校正，用來校正圖像在獲取時間上的差異；④頭動校正，用于剔除頭平移大于3 mm或旋轉(zhuǎn)大于3°的受試者；⑤空間標(biāo)準(zhǔn)化，將所有受試者的靜息態(tài)功能磁共振圖像標(biāo)準(zhǔn)化到由蒙特利爾神經(jīng)學(xué)研究所（montreal neurological institute，MNI）定義的標(biāo)準(zhǔn)空間［8］（一個體素=3 mm×3 mm×3 mm），便于不同受試者進(jìn)行統(tǒng)計分析。（2）應(yīng)用靜息態(tài)功能磁共振數(shù)據(jù)處理工具包REST V 1.8［9］處理標(biāo)準(zhǔn)化之后的數(shù)據(jù)并計算ReHo值。為了減少低頻漂移和高頻生理性噪聲首先進(jìn)行去線性漂移和濾波（0.01～0.08 Hz）處理，然后計算每個受試者全腦體素的ReHo值，得到每個受試者的統(tǒng)計參數(shù)腦ReHo腦圖，然后將每個體素的ReHo除以全腦平均ReHo值，將數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化到均值為1。最后與一個全寬半高為6 mm× 6 mm×6 mm的高斯核對圖像進(jìn)行平滑處理，提高圖像的信噪比，使圖像更接近于高斯隨機(jī)場模型以利于統(tǒng)計分析。

1.3統(tǒng)計學(xué)分析

使用SPSS 18.0統(tǒng)計軟件處理數(shù)據(jù)，用χ2檢驗和獨立樣本t檢驗對2組受試者的臨床資料進(jìn)行統(tǒng)計分析。應(yīng)用REST軟件對BD組及HC組的ReHo腦圖進(jìn)行2組間t檢驗，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義，采用AlphaSim校正，基于區(qū)域的顯著水平設(shè)為體素數(shù)＞123（本研究采用模板為大腦模板，不包括小腦）。應(yīng)用REST軟件提取2組受試者有差異腦區(qū)的平均ReHo值，采用SPSS 18.0對2組間的ReHo值進(jìn)行獨立樣本t檢驗。

2　結(jié)果

2.1研究對象人口學(xué)資料

對BD組和HC組的人口學(xué)資料進(jìn)行比較，結(jié)果顯示2組受試者在性別、年齡和教育年限上差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），HAMD-17量表評分及YMRS量表評分差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.001），見表1。

2.2BD組與HC組比較，ReHo值有顯著差異的腦區(qū)

對全腦的ReHo研究結(jié)果表明，BD組患者在雙側(cè)額上回、雙側(cè)額中回、雙側(cè)內(nèi)側(cè)前額葉、雙側(cè)補(bǔ)充運動區(qū)、左側(cè)中央旁小葉及左側(cè)中央前回的ReHo值顯著高于HC組。見表2、圖1。

3　討論

本研究發(fā)現(xiàn)BD抑郁相患者存在雙側(cè)額上回及雙側(cè)額中回的ReHo值增高，額上回和額中回組成背外側(cè)前額葉，該腦區(qū)主要與執(zhí)行功能如工作記憶、認(rèn)知靈活性及抽象推理等有關(guān)［10］。本研究結(jié)果提示雙側(cè)背外側(cè)前額葉功能異?？赡芘cBD抑郁相患者工作記憶損害有關(guān)。此外，背外側(cè)前額葉腦區(qū)的功能異常在BD患者［11，12］和抑郁障礙患者［13，14］中較多見，1項直接比較BD抑郁相和抑郁障礙患者背外側(cè)前額葉體積的研究［15］發(fā)現(xiàn)2種疾病在該腦區(qū)的體積無統(tǒng)計學(xué)差異。綜上所述，背外側(cè)前額葉腦區(qū)可能與BD抑郁相和抑郁障礙共同發(fā)病機(jī)制有關(guān)。應(yīng)用功能連接方法的靜息態(tài)磁共振研究［16，17］發(fā)現(xiàn)BD患者背外側(cè)前額葉與內(nèi)側(cè)前額葉的功能連接減弱，未用藥的BD抑郁相患者的雙側(cè)內(nèi)側(cè)前額葉之間存在功能連接減低，本研究發(fā)現(xiàn)BD抑郁相患者背外側(cè)前額葉和內(nèi)側(cè)前額葉均表現(xiàn)出神經(jīng)活動的ReHo異常，由此本研究推測這可能是腦區(qū)間功能連接異常的原因之一。1項對處于抑郁相的兒童BD的研究［18］發(fā)現(xiàn)患者內(nèi)側(cè)前額葉ReHo值減低，而本研究發(fā)現(xiàn)處于13～50歲的人群在內(nèi)側(cè)前額葉存在ReHo值增高，不一致的研究結(jié)果可能與研究對象所處年齡段不同有關(guān)。

表1　研究對象一般資料Tab.1　Demographics o f subjects

表1　研究對象一般資料Tab.1　Demographics o f subjects

Item　n　Age（year）　Gender（male/female）　Education（year）　HAMD-17 score　YMRS score　Medicine（Y/N）HC group　28　26.536±8.487　12/16　13.929±2.308　0.571±0.959　0.107±0.416　-BD group　24　26.875±9.405　11/13　12.625±2.732　15.375±9.216　5.250±9.00　15/9 t/χ2　-　0.275　0.46　1.814　25.798　24.744　-P -0.892　0.829　0.068?。?.001?。?.001　-

圖1　 BD與HC比較ReHo值有顯著差異的腦區(qū)Fig.1　Com parison of ReHo value between BD group and HC group

表2　BD組與HC組比較ReHo值有顯著差異的腦區(qū)Tab.2　Com parison of ReHo value between BD group and HC group

本研究發(fā)現(xiàn)BD組患者雙側(cè)補(bǔ)充運動區(qū)、左側(cè)中央旁小葉及左側(cè)中央前回的ReHo值高于HC組，補(bǔ)充運動區(qū)、中央旁小葉、中央前回都屬于皮質(zhì)運動區(qū)。靜息態(tài)功能磁共振研究［5］發(fā)現(xiàn)，與HC組相比，BD抑郁相患者在皮質(zhì)運動區(qū)等腦區(qū)的自發(fā)神經(jīng)活動異常，這與本研究結(jié)果是一致的。另一項同樣應(yīng)用ReHo方法的靜息態(tài)功能磁共振研究［19］結(jié)果則與本研究不同，該研究發(fā)現(xiàn)BD抑郁相患者在右側(cè)中央前回的ReHo值較HC組減低。以上研究的受試者年齡在18～55歲，并未包括18歲以下患者，這可能是該研究與本研究結(jié)果不一致的原因。需要日后將受試者分為不同年齡段進(jìn)行研究以觀察年齡因素對BD的腦功能影響并進(jìn)行驗證。

本研究發(fā)現(xiàn)BD抑郁相患者在背外側(cè)前額葉、內(nèi)側(cè)前額葉和皮質(zhì)運動區(qū)的神經(jīng)ReHo異常，可能為BD抑郁相的病理生理機(jī)制提供研究基礎(chǔ)，但仍存在一定局限性，即本研究中有部分患者服用了藥物，而目前關(guān)于藥物對磁共振結(jié)果的影響尚無統(tǒng)一結(jié)論［20，21］，故不能完全排除藥物對結(jié)果的影響，今后還需要對未用藥的BD抑郁相患者進(jìn)行研究。

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（編輯于溪）

Altered RegionalHom ogeneity in Bipolar Dep ression：AResting-state FunctionalMagnetic Resonance Imaging Study

JIANGXiao-wei1，ZHOUQian2，TANGYan-qing2，WANGFei2
（1.Brain Imaging Center，Department of Radiology，The First Hospital，China Medical University，Shenyang 110001，China；2.Department of Psychiatry，The First Hospital，ChinaMedicalUniversity，Shenyang 110001，China）

ObjectiveTo study the abnormal alteration of regions in bipolar depression patients，so as to investigate its pathophysiologic mechanism.MethodsRegional homogeneity（ReHo）technology of resting-state functional magnetic resonance imaging were used to compare 24 bipolar depression patientsand 28healthy controls.Results Compared to thehealthy controls，thebipolardepression patientsexhibited significantlyhigher ReHo value in the bilateral superior frontal gyrus，the bilateral middle frontal gyrus，the bilateral medial frontal cortex，the bilateral supplementary motor area，the left paracentral lobule and the left precentral gyrus（all P＜0.001）.ConclusionThe abnormal function in the bilateral superior frontal gyrus，the bilateral middle frontal gyrus，the bilateral medial frontal cortex，the bilateral supplementary motor area，the left paracentral lobule and the leftprecentralgyrusmayassociatewith themechanism ofpathophysiology in bipolardepression.

bipolar depression；resting-state；functional magnetic resonance imaging；regional homogeneity

R749.4

A

0258-4646（2016）04-0305-04

10.12007/j.issn.0258-4646.2016.04.005

國家自然科學(xué)基金（81271499）

姜曉薇（1987-），女，研究實習(xí)員，碩士.

王菲，E-mail：fei.wang@yale.edu

2015-10-12

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