抑郁癥腦網絡的靜息態功能磁共振分析

陸莉萍 邵永良 沈仲夏

[摘要] 目的 分析抑郁癥患者腦網絡的靜息態功能磁共振（rs-fMRI）特征，并評價其與抑郁嚴重程度的相關性。方法 選取在我院心理門診治療的抑郁癥患者25例作為研究組，同期健康志愿者25例作為對照組，均進行rs-fMRI掃描。并采用Pearson分析有統計學意義的腦區內平均ReHo值與漢密爾頓抑郁量表（HAMD-17）評分的相關性。結果 研究組左側海馬、左側直回、左側頂下緣角回、右側楔前葉、右側頂上回、右側楔葉的ReHo值明顯高于對照組的ReHo值（P<0.05）;研究組左側枕下回、左側顳下回、右側顳上回、右側顳下回、右側背外側前額葉、右側后扣帶回的ReHo值明顯低于對照組的ReHo值（P<0.05）。經相關性分析，抑郁癥患者的HAMD-17評分與左側海馬的ReHo值呈正相關（P<0.001），抑郁癥患者的HAMD-17評分與右側后扣帶回的ReHo值呈負相關（P<0.05）。結論 抑郁癥患者靜息態下腦功能損傷主要集中在默認網絡和邊緣系統等，且左側海馬、右側后扣帶回局部腦區連接強度變化與抑郁癥嚴重程度具有相關性，ReHo可輔助評價抑郁癥嚴重程度。

[關鍵詞] 抑郁癥;腦網絡;靜息態功能磁共振;默認網絡

[中圖分類號] R749.4 ? ? ? ? ?[文獻標識碼] B ? ? ? ? ?[文章編號] 1673-9701（2020）26-0120-04

[Abstract] Objective To analyze the characteristics of resting state functional magnetic resonance imaging （rs-fMRI） in the brain network of patients with depression，and evaluate its correlation with the severity of depression. Methods A total of 25 patients with depression who were treated in the psychological clinic of our hospital were selected as the study group. During the same period， 25 healthy volunteers were selected as the control group. All subjects were given rs-fMRI scans. The correlation between the statistically significant average ReHo value in the brain region and the Hamilton Depression Scale（HAMD-17） score was analyzed by Pearson. Results The ReHo values of the left hippocampus， left straight gyrus， left top parietal corner gyrus， right anterior wedge， right top parietal gyrus and right wedge were significantly higher in the study group than those in the control group（P<0.05）; ReHo values of the left inferior occipital gyrus， left inferior temporal gyrus， right superior temporal gyrus， right inferior temporal gyrus， right lateral dorsal prefrontal lobe and right posterior cingulate gyrus were significantly lower in the study group than those in the control group（P<0.05）. Correlation analysis showed that the HAMD-17 score in depression patients was positively correlated with the ReHo value of the left hippocampus（P<0.001）. The HAMD-17 score in depression patients was negatively correlated with the ReHo value of the right posterior cingulate gyrus（P<0.05）. Conclusion The resting state brain function injury of patients with depression is mainly concentrated in the default network and limbic system. Moreover， the changes in the intensity of the connection of the local brain area in the left hippocampus and the right posterior cingulate gyrus are correlated with the severity of depression. ReHo can help assess the severity of depression.

[Key words] Depression; Brain network; Resting state functional magnetic resonance imaging; Default network

抑郁癥是一種以顯著而持久的心境低落為臨床特征的心理疾病，具有較高的發病率、復發率和自殺率，嚴重威脅患者的生命安全，給家庭和社會帶來巨大的負擔[1]。抑郁癥個體腦功能異常不僅與個體腦區變化有關，還與腦區之間彼此聯系和交互發生的改變有關，因此抑郁癥也是一個功能網絡疾病[2]。功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）通過血氧水平依賴信號（Blood oxygen level dependent，BOLD）的強度對比反映腦區神經活動引起的代謝變化和局部血流，反映神經突觸的活動，具有無創、快速的特點。靜息態功能磁共振成像（resting state functional magnetic resonance imaging，rs-fMRI）不僅具有fMRI的特點，相對于fMRI，還具有簡單易行、分析方法多樣等優勢，被廣泛應用于神經精神疾病的研究[3]。基于此，本研究以抑郁癥患者和健康志愿者為研究對象，采用漢密爾頓抑郁量表（Hamilton depression scale，HAMD-17）評估患者的抑郁程度，兩組均行rs-fMRI并分析ReHo值，采用Pearson分析抑郁癥患者HAMD-17評分與有統計學意義的腦區內平均ReHo值的相關性，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2017年7月～2018年9月在我院心理門診治療的抑郁癥患者25例作為研究組，其中男11例，女14例，年齡18～65歲，平均（35.33±11.61）歲，受教育時間9～16年，平均（14.31±1.91）年。納入標準：①均符合《美國精神障礙診斷與統計手冊（第四版）》[4]中抑郁癥的診斷標準;②HAMD-17評分≥18分;③近1個月內未使用藥物治療;④經醫院醫學倫理委員會批準;⑤患者自愿參與并簽署知情同意書。排除標準：①妊娠期的女性;②精神疾病或家族精神疾病史者;③對磁共振掃描有禁忌證者。另選取同期健康志愿者25例作為對照組，其中男13例，女12例，年齡20～60歲，平均（34.37±10.76）歲，受教育時間10～15年，平均（13.87±1.82）年。納入標準：①HAMD-17評分<7分;②經醫院醫學倫理委員會批準;③自愿參與并簽署知情同意書。排除標準：①妊娠期女性;②抑郁癥史者;③精神疾病或家族精神疾病史者;④對磁共振掃描有禁忌證者。兩組的性別、年齡、受教育時間等各項資料比較，差異無統計學意義（P>0.05），具有可比性。

1.2 方法

采用西門子1.5T，HDXT超導型磁共振成像系統進行rs-fMRI掃描，抑郁癥患者和健康志愿者保持清醒，并閉目躺在掃描儀內，且大腦盡可能不做任何思維。首先采用常規MRI掃描進行臨床影像診斷，包括T1WI、T2WI、T2FLAIR等。然后采用靜息態BOLD-fMRI掃描，掃描參數如下：2000/30 ms的重復時間/回波時間（Repetition time/echo time，TR/TE），80°的翻轉角，3.75 cm×3.75 cm×5 cm的體素，240 mm×240 mm的視野（field of vision，FOV），64×64的面內分辨率，共31層，全腦覆蓋。采集時間點總共240個，采集兩次。將采集的數據放入Matlab R2010b平臺上并進行預處理，進行空間標準化（3 mm×3 mm×3 mm）、時間標準化，將旋轉角度超過1.5°或頭部平動超過1.5 mm的數據刪除，校正頭動并映射到標準到進行濾波（0.01 Hz

1.3 觀察指標

采用HAMD-17[5]評估患者的抑郁程度，HAMD-17共17條目，部分條目行5級評分（0～4分），部分條目行3級評分（0～2分），評分越低提示患者的抑郁程度越輕，HAMD-17評分≥18分可能為中度抑郁，HAMD-17評分≥25分可能為重度抑郁。HAMD-17評分由2名經過專業培訓的醫師采用交談與觀察的方式進行聯合檢查。

1.4 統計學方法

采用SPSS22.0統計學軟件處理分析，計數資料以[n（%）]表示，采用χ2檢驗;計量資料符合正態分布，以均數±標準差（x±s）表示，采用獨立樣本t檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。研究組和對照組ReHo值采用SPM8進行獨立樣本t檢驗，平滑處理后將單個體素P<0.01且連續體素數≥18的區域為差異有統計學意義，校正后P<0.05且連續體素數≥18的區域為差異有統計學意義。采用Pearson分析有統計學意義的腦區內平均ReHo值與HAMD-17評分的相關性。

2 結果

2.1 兩組ReHo結果比較

研究組左側海馬、左側直回、左側頂下緣角回、右側楔前葉、右側頂上回、右側楔葉的ReHo值與對照組的ReHo值比較明顯較高（P<0.05）;研究組左側枕下回、左側顳下回、右側顳上回、右側顳下回、右側背外側前額葉、右側后扣帶回的ReHo值與對照組的ReHo值比較明顯較低（P<0.05）。見表1、圖1。

2.2 腦區內平均ReHo值與HAMD-17評分的相關性

經相關性分析，抑郁癥患者的HAMD-17評分與左側海馬的ReHo值呈正相關（r=0.603，P<0.001），抑郁癥患者的HAMD-17評分與右側后扣帶回的ReHo值呈負相關（r=-0.425，P=0.028<0.05）。

3 討論

fMRI應用含氧血紅蛋白與脫氧血紅蛋白不同的磁特性進行成像，脫氧血紅蛋白為順磁性物質，含氧血紅蛋白為抗磁性物質，在強磁場中，脫氧血紅蛋白會加快弛豫，降低相應的T2信號強度[6-7]。在人體產生心理變化時，腦內神經細胞接受刺激，迅速增加活動腦區的含氧量和血容量，將脫氧血紅蛋白轉化為含氧血紅蛋白，增加MRI的T2信號強度[8-9]。rs-fMRI要求接受掃描者保持清醒，并閉目平躺，且在大腦盡可能不做任何思維的狀態下采集數據，頻率設置為0.01 Hz～0.08 Hz，使BOLD信號處于低頻，排除呼吸、心跳等生理噪聲及設備環境噪聲，從而能夠反映自發神經活動BOLD低頻震蕩信號。大腦約占人體總體質量的2%，在靜息態下腦耗氧量占人體耗氧量的20%，在受到特定任務刺激時上升幅度不超過5%，未受到任務刺激時大腦仍然在進行自發神經活動[10-12]。rs-fMRI可以反映排除特定任務刺激的大腦在靜息狀態下的自發神經活動，了解大腦發育、重組以及神經精神疾病發病等。

在抑郁癥顯著且持久的應激下，海馬神經元及其營養因子受到損傷，使抑郁癥患者產生動機低下、認識障礙等，導致海馬結構發生改變[13-15]。有文獻研究表明，海馬與記憶、學習、情緒等有關，抑郁癥患者神經可塑性受損、海馬結構萎縮，左側海馬體積明顯減小，右側海馬體積未發生變化[16-17]。本研究中，抑郁癥患者左側海馬的ReHo值與健康志愿者的ReHo值相比明顯升高;經相關性分析，抑郁癥患者的HAMD-17評分與左側海馬的ReHo值呈正相關，結果表明左側海馬局部腦區自發活性與抑郁癥嚴重程度呈正相關，可能是抑郁癥基礎腦功能發生改變所致。默認網絡由前額葉內側、楔前葉、后扣帶回、部分頂葉等構成，扣帶回可啟動、調節情感和行為反應，與情緒和認知密切相關[18-20]。本研究結果顯示，抑郁癥患者的右側后扣帶回的ReHo值較健康志愿者的ReHo值明顯降低;經相關性分析顯示抑郁癥患者的HAMD-17評分與右側后扣帶回ReHo值呈負相關，結果表明右側后扣帶回局部腦區自發活性與抑郁癥嚴重程度呈負相關，可能是抑郁認知易感性的神經生物學機制。

楔前葉在頂葉內側，對人的情緒及情景記憶進行加工，并保持視空間意向、自我意識，因此可能與抑郁癥的負性信息有關[21]。本研究中，抑郁癥患者的右側楔前葉的ReHo值與健康志愿者的ReHo值比較明顯升高，結果顯示右側楔前葉可能與抑郁癥患者的注意、視覺記憶、運動等有關。頂上皮層屬于后注意網絡，前扣帶回、前額葉屬于前注意網絡。本研究中，抑郁癥患者的右側背外側前額葉的ReHo值與健康志愿者的ReHo值比較明顯降低，右側頂上回的ReHo值明顯升高。

楔葉屬于枕葉，與記憶有關。本研究結果顯示，抑郁癥患者右側楔葉的ReHo值較健康志愿者明顯升高，結果表明抑郁癥記憶下降與楔葉功能亢進有關。頂葉和顳葉與額葉連接，與邊緣葉聯合調整情感和記憶。本研究結果顯示，抑郁癥患者左側顳下回、右側顳上回、右側顳下回的ReHo值較健康志愿者明顯降低，結果表明顳葉可能是導致抑郁癥患者情緒障礙和認知障礙的原因。與健康志愿者比較，抑郁癥患者在默認網絡、邊緣系統等多個腦區存在ReHo值異常。本研究結果顯示，抑郁癥患者左側直回、左側頂下緣角回的ReHo值較健康志愿者明顯升高，抑郁癥患者左側枕下回的ReHo值較健康志愿者明顯降低。

綜上所述，抑郁癥患者靜息態下腦功能損傷主要集中在默認網絡和邊緣系統等，且左側海馬、右側后扣帶回局部腦區連接強度變化與抑郁癥嚴重程度具有相關性，ReHo可輔助評價抑郁癥嚴重程度。

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（收稿日期：2019-11-26）