雙相障礙抑郁相患者靜息態腦功能磁共振局部一致性的研究

姜曉薇，周千，湯艷清，王菲

（中國醫科大學附屬第一醫院1.放射科腦功能研究室；2.精神醫學科，沈陽 110001）

·論著·

雙相障礙抑郁相患者靜息態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

（中國醫科大學附屬第一醫院1.放射科腦功能研究室；2.精神醫學科，沈陽 110001）

目的對處于抑郁相的雙相障礙患者靜息態腦功能的異常變化進行研究，探求雙相障礙患者抑郁相的病理生理機制。方法利用靜息態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功能磁共振數據。結果處于抑郁相的雙相障礙患者雙側額上回、雙側額中回、雙側內側前額葉、雙側補充運動區、左側中央旁小葉及左側中央前回的ReHo值高于健康對照組，且差異有統計學意義（P＜0.001）。結論處于抑郁相的雙相障礙患者雙側額上回、雙側額中回、雙側內側前額葉、雙側補充運動區、左側中央旁小葉及左側中央前回的腦功能存在異常，這些腦區的異常功能可能與雙相障礙抑郁相的病理生理機制有關。

雙相障礙；抑郁相；靜息狀態；功能磁共振；局部一致性

雙相障礙（bipolar disorder，BD）以反復發作的躁狂和抑郁癥狀以及混合發作為特點。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患者可能經歷誤診、藥物使用不當等不良后果，因此找到BD抑郁相的生物學標記尤為重要。雖然有磁共振研究發現BD抑郁相患者在前額葉、邊緣系統、皮質運動區、頂葉等腦區的自發神經活動或灰質密度異常［4～6］，但國內研究數量較少，且結果不一。靜息態功能磁共振具有操作簡單、患者能較好地配合等優點，已被廣泛的應用于精神疾病的研究中。局部一致性（regional homogeneity，ReHo）［7］是靜息態功能磁共振分析方法中較為常用的一種方法，可用于反應大腦神經功能狀況。本研究利用靜息態功能磁共振技術ReHo方法對BD抑郁相的患者進行研究，以期為BD抑郁相的病理生理機制提供研究基礎。

1　材料與方法

1.1研究對象

BD患者來自于中國醫科大學附屬第一醫院精神醫學科門診和沈陽市精神衛生中心門診或病房。入組標準：（1）年齡13～50歲；（2）滿足《美國精神障礙診斷與統計手冊第四版》（diagnostic and statistical manual of mental disorders，fourth edition，DSM-Ⅳ）（年齡≥18歲）或學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）關于BDⅠ型，最近發作為抑郁的診斷標準；（3）右利手。最終有24例BD患者滿足入組標準（BD組），且大腦磁共振數據可用于圖像處理和統計分析。

健康對照（healthy control，HC）組通過廣告招募。入組標準：（1）年齡13～50歲；（2）既往及目前無精神疾?。唬?）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）無神經系統疾病或能引起神經系統損傷的疾??；（6）右利手。最終有28例滿足入組標準，且大腦磁共振數據可用于圖像處理和統計分析。

所有受試者均由2名臨床經驗豐富的副高職稱以上醫生應用DSM-Ⅳ-TR軸Ⅰ障礙定式臨床檢查（患者版）或K-SADS-PL進行診斷評估、確認診斷，應用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）進行癥狀嚴重程度的評估，應用家族史調查表評定受試者的精神疾病家族史，應用MRI安全性問卷評價受試者進行磁共振檢查的安全水平，保障受試者的人身安全。

本研究獲得中國醫科大學倫理委員會批準，并且所有受試者均在研究前被詳細告知研究目的、方法，參加此項研究可能的風險和不適，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科大學附屬第一醫院核磁共振中心進行。使用美國通用電器公司（GE）生產的3.0T超導型磁共振掃描儀，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。靜息狀態下功能成像掃描，掃描參數如下：重復時間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。

磁共振數據的處理包括2部分。（1）在Matlab軟件平臺上，使用基于SPM8軟件的DPARSF軟件包［8］對磁共振數據進行預處理。主要處理步驟：①將DICOM格式數據進行數據格式轉換；②為了排除受試者適應環境和機器穩定性的影響，去掉前10個時間點，保留靜息狀態時間序列190個時點的數據；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或旋轉大于3°的受試者；⑤空間標準化，將所有受試者的靜息態功能磁共振圖像標準化到由蒙特利爾神經學研究所（montreal neurological institute，MNI）定義的標準空間［8］（一個體素=3 mm×3 mm×3 mm），便于不同受試者進行統計分析。（2）應用靜息態功能磁共振數據處理工具包REST V 1.8［9］處理標準化之后的數據并計算ReHo值。為了減少低頻漂移和高頻生理性噪聲首先進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計參數腦ReHo腦圖，然后將每個體素的ReHo除以全腦平均ReHo值，將數據標準化到均值為1。最后與一個全寬半高為6 mm× 6 mm×6 mm的高斯核對圖像進行平滑處理，提高圖像的信噪比，使圖像更接近于高斯隨機場模型以利于統計分析。

1.3統計學分析

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

2　結果

2.1研究對象人口學資料

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

2.2BD組與HC組比較，ReHo值有顯著差異的腦區

對全腦的ReHo研究結果表明，BD組患者在雙側額上回、雙側額中回、雙側內側前額葉、雙側補充運動區、左側中央旁小葉及左側中央前回的ReHo值顯著高于HC組。見表2、圖1。

3　討論

本研究發現BD抑郁相患者存在雙側額上回及雙側額中回的ReHo值增高，額上回和額中回組成背外側前額葉，該腦區主要與執行功能如工作記憶、認知靈活性及抽象推理等有關［10］。本研究結果提示雙側背外側前額葉功能異常可能與BD抑郁相患者工作記憶損害有關。此外，背外側前額葉腦區的功能異常在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前額葉體積的研究［15］發現2種疾病在該腦區的體積無統計學差異。綜上所述，背外側前額葉腦區可能與BD抑郁相和抑郁障礙共同發病機制有關。應用功能連接方法的靜息態磁共振研究［16，17］發現BD患者背外側前額葉與內側前額葉的功能連接減弱，未用藥的BD抑郁相患者的雙側內側前額葉之間存在功能連接減低，本研究發現BD抑郁相患者背外側前額葉和內側前額葉均表現出神經活動的ReHo異常，由此本研究推測這可能是腦區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］發現患者內側前額葉ReHo值減低，而本研究發現處于13～50歲的人群在內側前額葉存在ReHo值增高，不一致的研究結果可能與研究對象所處年齡段不同有關。

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Tab.2　Com parison of ReHo value between BD group and HC group

本研究發現BD組患者雙側補充運動區、左側中央旁小葉及左側中央前回的ReHo值高于HC組，補充運動區、中央旁小葉、中央前回都屬于皮質運動區。靜息態功能磁共振研究［5］發現，與HC組相比，BD抑郁相患者在皮質運動區等腦區的自發神經活動異常，這與本研究結果是一致的。另一項同樣應用ReHo方法的靜息態功能磁共振研究［19］結果則與本研究不同，該研究發現BD抑郁相患者在右側中央前回的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果不一致的原因。需要日后將受試者分為不同年齡段進行研究以觀察年齡因素對BD的腦功能影響并進行驗證。

本研究發現BD抑郁相患者在背外側前額葉、內側前額葉和皮質運動區的神經ReHo異常，可能為BD抑郁相的病理生理機制提供研究基礎，但仍存在一定局限性，即本研究中有部分患者服用了藥物，而目前關于藥物對磁共振結果的影響尚無統一結論［20，21］，故不能完全排除藥物對結果的影響，今后還需要對未用藥的BD抑郁相患者進行研究。

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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

國家自然科學基金（81271499）

姜曉薇（1987-），女，研究實習員，碩士.

王菲，E-mail：fei.wang@yale.edu

2015-10-12

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