基于局部一致性方法的思慮過度狀態患者腦靜息態功能磁共振研究

吳宏赟 齊向華

1.山東中醫藥大學，山東濟南 250355；2.山東中醫藥大學附屬醫院腦病科，山東濟南 250011

中醫七情致病可以引起嚴重、持續的心理活動紊亂，但疾病一旦發生，七情就不能反映患者病程中心理因素的作用。這種異于正常的心理、情緒、認知等心理信息內容即為心理紊亂狀態，其中思慮過度狀態是最常見的心理紊亂狀態[1]。靜息態功能磁共振（RS-fMRI）不需要施加外來刺激，也不需要執行任務，所采集信息被認為反映中樞神經系統基礎狀態下自發功能活動。目前尚沒有關于思慮過度狀態患者腦功能的研究，采用RS-fMRI研究思慮過度狀態局部一致性（ReHo）特點，有助于認識思慮過度狀態腦功能機制。

1 對象與方法

1.1 對象

選擇山東中醫藥大學2012級在讀碩士及博士研究生40名為研究對象，均于2013年10～11月接受fMRI掃描。按照《思慮過度狀態評定量表》[2-3]評分選擇思慮過度狀態患者20例，均采用 《愛丁堡利手問卷》定為右利手，患者臨床表現為：終日不間斷的苦思冥想，不能控制自己，對其周圍的事情不感興趣，悶悶不樂、健忘；納呆腹脹，或伴有躁動不安；脈象結滯；舌象可見舌邊白涎線。此外，選擇20名性別、年齡匹配的健康志愿者作為對照組。所有受試者無fMRI檢測禁忌證，如體內無金屬植入物、無幽閉證、無不自主運動等。思慮過度組20例，其中男、女各10例；年齡（26.00±2.25）歲；均為右利手；病程在 3 個月以上。 健康對照組20名，其中男、女各10名；年齡 （25.4±1.14）歲；均為右利手。研究經山東中醫藥大學附屬醫院醫學倫理委員會批準，受試者均簽署知情同意書。

1.2 掃描方法

RS-fMRI掃描由山東中醫藥大學附屬醫院磁共振采用飛利浦ACHIEVA 3.0T全身磁共振成像掃描儀完成。檢測前受試者簽署知情同意書，研究者向受試者認真耐心交待掃描過程，使其解除對封閉空間的恐懼心理，并盡量保持平穩狀態。囑受試者除去有金屬或磁性的物品。

受試者仰臥于檢查床上，使用泡沫耳塞、眼罩及海綿墊以盡可能避免受試者受到外界干擾及保持舒適性。囑受試者在掃描過程中保持閉眼靜息，身體靜止不動，均勻呼吸。

功能成像采用梯度回波序列，掃描參數為：TR=3000 ms，TE=35 ms， 矩陣=128×128，FOV=230 mm×230 mm，翻轉角 90°，層厚 5 mm，層間距=0，隔層掃描，共30層，掃描包括全腦以及小腦和腦干。

結構像在常規三平面定位后采用Tl加權快速擾相梯度回波序列（FSPGR）行結構像軸位掃描，包括從顱頂到顱底全腦范圍，掃描參數為：TR=8.0 ms，TE=3.8 ms，FOV=250 mm×250 mm，矩陣=512×512，翻轉角：12°，層厚：1 mm。

1.3 數據處理

采用MRI covert將掃描數據進行分類并轉換為NIFTI（.hdr/.img）格式；然后采用 DPARSF 軟件對數據進行預處理，包括去除前10個時間點數據、時間層校正、頭動校正、空間標準化、去線性漂移、保留 0.01～0.08 Hz低頻濾波；計算ReHo后再采用4 mm×4 mm×4 mm半高全寬的高斯核函數進行空間平滑，最終得到每一位受試者的標準化ReHo圖。

采用靜息態功能磁共振數據處理工具包（REST）V 1.8進行單樣本和雙樣本T檢驗，最終結果用T圖形式表示。采用 REST1.8 Slice Viewer看圖，P ＜ 0.05，rmm=5，并進行alphasim校正。

2 結果

2.1 思慮過度組和健康對照組局部一致性圖像

兩組靜息狀態下腦區ReHo增加和ReHo下降情況見圖 1、2。

2.2 兩組差異腦區局部一致性值比較

圖1 思慮過度組局部一致性圖

圖2 健康對照組局部一致性圖

與健康對照組相比，思慮過度組在左側小腦Re-Ho值降低，在左側顳葉內側、右側胼胝體下回、左側下后扣帶回、右側額上回ReHo值增加 （P＜0.05）。ReHo圖顯示思慮過度患者較健康受試者左側小腦ReHo性下降，左側顳葉內側、右側胼胝體下回、左側下后扣帶回、右側額上回ReHo性升高。見表1、圖3。

表1 各腦區局部一致性差異

圖3 兩組差異腦區局部一致性圖

3 討論

在古代經驗醫學時期，東西方都在整體醫學模式指導下，將人與自然、心與身作為整體研究。但在之后的發展中，東西方醫學分道揚鑣。中醫學繼續堅持“天人相應”、“形神一體”的整體觀，西醫學走向了重視軀體的“心身分離”生物醫學模式，并且在很長一段時間內取得了巨大成就。但現代生產方式、生活方式、行為方式改變而引起疾病譜和死亡順位的變化對生物醫學模式產生了巨大沖擊。在發現生物醫學模式的缺陷之后，西醫學逐漸認識到心理因素對個體健康有重要作用。中醫稱之為“七情”病因，但缺乏對疾病發生之后、病程中心理因素作用的思考。有鑒于此，結合文獻研究和臨床經驗，提出了“心理紊亂狀態”的概念。中醫心理狀態是在傳統臟腑辨證理論的基礎上融入現代心理學相關理論而成。心理紊亂狀態是階段性的一種穩態，這種狀態是包括時間和空間兩種狀態，當強烈而持久的情志變化超越了人體生理和心理承受能力，穩態遭到破壞后就形成了異于正常的心理、情緒、認知等心理信息內容，形成了心理紊亂狀態，繼而導致疾病的發生。適度的思慮是日常生活和工作的需要，一旦超出了正常限度則成為思慮過度。思慮過度是指過度地苦思冥想、凝神斂志的過程，它可以作為一個狀態而持續存在一段時間，對人體發生作用，稱之為“思慮過度狀態”。既往采用《思慮過度狀態評定量表》相對客觀的評定思慮過度狀態及評價干預措施效果[2-3]，但對思慮過度狀態腦功能機制缺少研究。

fMRI可以在生理狀態下無創的反映不同腦區各自的功能狀態，改變了腦區功能定位只能依靠動物實驗、尸體解剖的局面，已經成為神經科學研究的重要手段。通常狹義fMRI就是指應用血氧水平依賴（BOLD）成像。根據掃描時是否執行任務，研究方法目前常分為任務態fMRI和靜息態fMRI。任務態fMRI需要受試者密切配合執行試驗任務，如果患者無法配合或配合差，就不能獲取需要的信息或試驗結果不能重復；而靜息態fMRI不需要受試者執行相應的神經心理學任務，其過程更容易實現，不同研究中心的研究結果一致性和可比性較好。ReHo是RS-fMRI常用的數據分析方法，Zang等[4]提出，通過分析空間上相鄰的多個體素在同一時間序列中BOLD信號波動的相似性，以相似性程度反映局部腦區中神經元活動的一致性程度。當某一功能腦區處于特定條件下時，該腦區的體素具有較高的時間一致性。ReHo升高提示局部神經元活動時間上趨向于同步，ReHo降低則提示局部神經元活動時間上趨向于無序。現已經在多種神經精神疾病中應用，如注意缺陷多動障礙[5]、帕金森病[6]、精神分裂癥[7-8]、抑郁癥[9]、阿爾茨海默病[10]、慢性吸煙[11]等研究。

思慮過度患者左側小腦ReHo值降低說明小腦功能除了參與軀體平衡和肌肉張力調節以及協調隨意運動外，可能與情緒處理也有關系，比如小腦認知情感綜合征。對兒童的研究表明，小腦和腦干在情感早期發展過程中起著重要作用[12]，小腦損害后可以出現情感和認知障礙，有關首發抑郁癥的研究也得到小腦ReHo值降低[13]。小腦參與情緒調節可能是通過與邊緣系統的聯系以及下背側丘腦-小腦-下背側丘腦環路和小腦-丘腦-小腦環路實現[14]。

本研究得到的5個腦區除小腦ReHo值降低外，在左側顳葉內側、右側胼胝體下回、左側下后扣帶回、右側額上回都表現為ReHo值增加，這4個腦區的主要組成部分都屬于邊緣系統。邊緣系統由古皮層、舊皮層演化成的大腦組織以及和這些組織有密切聯系的神經結構和核團的總稱，參與組成啟動和調節行為和情感反應的復雜環路，包括邊緣葉（海馬、海馬旁回、扣帶回、齒狀回、島葉前部和顳極）及與之有密切聯系的皮質下結構（杏仁核、下丘腦、背側丘腦前核群等）。顳葉內側結構復雜，包括海馬、杏仁體、海馬旁回和齒狀回等[15]。左側顳葉內側、右側胼胝體下回、左側下后扣帶回、右側額上回ReHo值升高提示思慮過度患者在自發狀態下邊緣系統功能異常，邊緣系統功能復雜，與內臟活動調節、情緒調節、引起睡眠和參與認知活動有關，杏仁核-海馬復合體是顳葉在情緒認知處理過程中與其他腦功能區交換信息的核心區域之一。因此，患者可表現為腹脹納呆等胃腸道癥狀；對其他周圍的事情不感興趣，悶悶不樂等情緒異常；健忘等認知功能障礙。對思慮過度狀態患者腦功能的研究結果與臨床癥狀相吻合，為進一步研究治療措施、觀察療效的發生機制提供了較為客觀的指標。下一步研究將基于這些差異腦區，重點評估差異腦區間和差異腦區與全腦功能連接的變化，以及差異腦區與《思慮過度狀態評定量表》各維度間的相關性。

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