基于磁共振成像技術(shù)的強(qiáng)迫患者腦白質(zhì)體積變化研究

基于磁共振成像技術(shù)的強(qiáng)迫患者腦白質(zhì)體積變化研究

近年來(lái)，許多研究表明，患有腦損傷的患者（ocd）具有前額葉和上葉等腦區(qū)域或相關(guān)神經(jīng)循環(huán)的結(jié)構(gòu)或功能異常。目前有關(guān)強(qiáng)迫癥腦結(jié)構(gòu)的研究多數(shù)集中于灰質(zhì),針對(duì)白質(zhì)的研究較少。初步的研究表明強(qiáng)迫癥患者全腦白質(zhì)體積下降,而彌散張量成像(DTI)研究也顯示強(qiáng)迫癥存在胼胝體白質(zhì)微結(jié)構(gòu)的異常。但既往同類(lèi)研究多未能排除藥物影響。故本研究擬探討從未服用過(guò)任何精神類(lèi)藥物的強(qiáng)迫癥患者的腦白質(zhì)損害,進(jìn)一步探討強(qiáng)迫癥可能的神經(jīng)病理機(jī)制。1對(duì)象和方法1.1般資料及年齡、文化程度與患者基因量來(lái)自2008年2月至2009年12月昆明醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院精神科門(mén)診就診的強(qiáng)迫癥患者。入組標(biāo)準(zhǔn):(1)符合美國(guó)精神障礙診斷與統(tǒng)計(jì)手冊(cè)第4版(DSM-IV)的強(qiáng)迫癥診斷標(biāo)準(zhǔn);(2)從未使用過(guò)任何精神類(lèi)藥物;(3)年齡18~55歲;(4)Yale-Brown強(qiáng)迫量表(Yale-BrownObsessive-CompulsiveScale,Y-BOCS)評(píng)分>16分;(5)簽署知情同意書(shū)。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)合并其他精神疾病;(2)目前合并嚴(yán)重軀體疾病;(3)有磁共振檢查禁忌癥;(4)妊娠或哺乳期婦女;(5)抑郁焦慮癥狀明顯,漢密爾頓焦慮量表(HamiltonAnxietyScale,HAMA)總分≥14分,漢密爾頓抑郁量表(HamiltonRatingScaleforDepression,HAMD)總分≥14分。共23例患者,男7例,女16例,年齡18~51歲,平均(30.00±8.78)歲;病程為4~96個(gè)月,中位數(shù)為24個(gè)月;受教育年限為5~17年,平均(12.13±3.60)年。Yale-Brown21~39分,平均(33.17±6.67)分;HAMA3~13分,平均(8.87±3.17)分;HAMD1~13分,平均(6.13±3.43)分。通過(guò)廣告招募正常對(duì)照,無(wú)精神疾病,入組時(shí)HAMD<7分,HAMA<7分,Y-BOCS<7分;無(wú)神經(jīng)精神疾病家族史;性別、年齡、文化程度與患者一一匹配。共23名,男7名,女16名,年齡18~49歲,平均(30.43±8.79)歲;受教育年限為6~16年,平均(11.70±3.32)年。Y-BOCS0~5分,平均(3.48±1.38)分;HAMA0~5分,平均(3.74±1.32)分;HAMD0~6分,平均(3.82±1.53)分。所有受試者體內(nèi)無(wú)金屬植入物,均為右利手,對(duì)研究知情同意,自愿參加。兩組在年齡、受教育年限的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-0.17,P=0.89;t=0.43,P=0.67))。本研究經(jīng)昆明醫(yī)學(xué)院倫理委員會(huì)的審核批準(zhǔn)。1.2結(jié)構(gòu)核磁共振掃描使用GESigna1.5T磁共振成像系統(tǒng)(美國(guó)通用電器公司生產(chǎn)),在8NV頭頸聯(lián)合線圈內(nèi)完成掃描。用配套的泡沫墊固定被試者頭部,橡皮塞塞住雙耳以減少噪音干擾,完成定位像的掃描后進(jìn)行T1和T2像掃描,以排除明顯的結(jié)構(gòu)異常者。然后,采用快速梯度回波序列(FSPGR)對(duì)受試者進(jìn)行三維結(jié)構(gòu)磁共振掃描,參數(shù)如下:脈沖重復(fù)時(shí)間/回波時(shí)間(TR/TE)=10.5ms/2ms,矩陣(matrix)=256×256,層厚1.8mm,視野(FOV)=24cm×24cm,90°翻轉(zhuǎn)角,掃描時(shí)間14min6s。整個(gè)磁共振數(shù)據(jù)的掃描與前后聯(lián)合連線平行,總共掃描172層。1.3統(tǒng)計(jì)分析2結(jié)果2.1回t計(jì)算白質(zhì)區(qū)域體積與正常對(duì)照組比較,強(qiáng)迫癥患者組鄰近右側(cè)中央前回(t=3.58)、右側(cè)中央后回(t=3.60)、左側(cè)楔前葉(t=3.99)、左側(cè)楔前葉(t=3.24)、右側(cè)楔前葉(t=3.55)和左側(cè)枕中回(t=3.55)的白質(zhì)區(qū)域體積增加,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(小體積校正后P均小于0.05)。見(jiàn)表1、圖1。2.2小鼠海馬旁回/嘴唇體t諸回t諸回t諸回t諸回t諸回t諸回t諸質(zhì)區(qū)t設(shè)計(jì)與正常組比較,強(qiáng)迫癥患者組腦白質(zhì)體積減少的區(qū)域主要表現(xiàn)為鄰近右側(cè)額上回(t=3.66)、左側(cè)額上回(t=3.31)、左側(cè)中央后回(t=3.44)、左側(cè)海馬旁回/胼胝體(t=3.37)和右側(cè)頂下小葉(t=3.18)的白質(zhì)區(qū)域,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(小體積校正后P均小于0.05)。見(jiàn)表2,圖2。3“頂下神經(jīng)環(huán)路”應(yīng)用基于體素的形態(tài)學(xué)分析法(voxel-basedmorphometrymethod,VBM)的腦結(jié)構(gòu)影像數(shù)據(jù)處理方法為精神疾病的腦結(jié)構(gòu)異常研究提供了重要手段。VBM是把全腦作為一個(gè)整體,以圖像中的體素(voxel)為基本單位,基于統(tǒng)計(jì)參數(shù)圖軟件SPM自動(dòng)化地對(duì)大腦形態(tài)進(jìn)行客觀分析的技術(shù)。該方法通過(guò)定量計(jì)算分析MRI圖像中每個(gè)體素的腦灰質(zhì)和白質(zhì)體積變化,從而對(duì)全腦的解剖結(jié)構(gòu)差異進(jìn)行評(píng)價(jià)。相對(duì)于基于感興趣區(qū)的測(cè)量學(xué)研究方法(RegionofInteresting,ROI)所進(jìn)行的線形或表面測(cè)量,VBM方法中采用體素單位體積很小,因而它更能代表灰質(zhì)白質(zhì)缺失的體積測(cè)量。另外,VBM方法基于空間配準(zhǔn)算法,使用更優(yōu)化的配準(zhǔn)策略和方法,提高了精度和避免配準(zhǔn)算法的誤差,更能保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。與以往感興趣區(qū)(ROI)分析方法比較,VBM具有以下優(yōu)點(diǎn):客觀性高,可重復(fù)性好,操作簡(jiǎn)單,易于臨床推廣。因此,本研究使用VBM方法對(duì)未經(jīng)治療強(qiáng)迫癥患者的腦結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。本研究結(jié)果顯示,患者組存在額葉、頂葉、枕葉等多個(gè)腦區(qū)的局部白質(zhì)體積減少,具體包括:雙側(cè)額上回、左側(cè)中央后回、左側(cè)海馬旁回/胼胝體、右側(cè)頂下小葉,這些區(qū)域均位于Rotge等報(bào)道的強(qiáng)迫癥相關(guān)神經(jīng)環(huán)路中。Rotge在對(duì)多個(gè)功能磁共振研究進(jìn)行薈萃分析后,認(rèn)為強(qiáng)迫癥患者存在眶額葉-扣帶回皮層及皮層下神經(jīng)環(huán)路過(guò)度激活,以及包括前額葉背外側(cè)和楔前葉等在內(nèi)的左前額葉背外側(cè)-頂葉神經(jīng)環(huán)路的過(guò)度激活。額葉及頂葉被認(rèn)為是行為監(jiān)控系統(tǒng)中的一部分,過(guò)度激活這些區(qū)域可能導(dǎo)致行為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能紊亂,而產(chǎn)生的錯(cuò)誤信號(hào)導(dǎo)致患者持續(xù)感覺(jué)到自己的行為沒(méi)有執(zhí)行完成,因而需要不停的反復(fù)進(jìn)行檢查校正,成為強(qiáng)迫癥癥狀的核心,并可能與執(zhí)行沖突任務(wù)時(shí)誘發(fā)的反強(qiáng)迫過(guò)程有關(guān)。Koprivová等和Duran等的研究也顯示強(qiáng)迫癥患者全腦白質(zhì)體積下降,局部白質(zhì)體積甚至與病程或疾病嚴(yán)重程度有關(guān)。但這些研究使用的樣本多數(shù)接受了藥物治療,因此不能排除藥物對(duì)這些結(jié)構(gòu)改變可能的影響。Lazaro等對(duì)未服藥兒童及青少年強(qiáng)迫癥患者的研究也顯示了患者頂葉區(qū)域白質(zhì)體積的下降,但區(qū)域較本研究報(bào)道的少,由于本研究樣本均為成年人,不一致的結(jié)果可能源自不同的樣本和分析方法,或提示成年發(fā)病的強(qiáng)迫癥可能涉及更多部位的結(jié)構(gòu)損害。白質(zhì)體積下降的機(jī)制未完全明確,一些彌散張量研究提示強(qiáng)迫癥患者白質(zhì)微結(jié)構(gòu)異常。如:Szeszko等的研究顯示強(qiáng)迫癥患者組在雙側(cè)前扣帶回白質(zhì)的三個(gè)相關(guān)區(qū)域(雙側(cè)頂葉、右側(cè)扣帶后回和左枕葉)表現(xiàn)為各向異性分?jǐn)?shù)(fractionalanisotropy,FA)值降低,而Saito等的研究顯示強(qiáng)迫癥患者胼胝體白質(zhì)FA值降低,Menzies等則報(bào)道了強(qiáng)迫癥患者右頂下葉白質(zhì)FA值降低。這些研究顯示的強(qiáng)迫癥異常的腦區(qū)與本研究結(jié)果較為接近,提示強(qiáng)迫癥白質(zhì)體積的異?？赡芘c其微結(jié)構(gòu)的異常相關(guān)。在2009年的兩個(gè)強(qiáng)迫癥患者白質(zhì)研究中經(jīng)回歸分析還發(fā)現(xiàn)患者的病程與左側(cè)枕葉灰質(zhì)和右側(cè)頂葉白質(zhì)體積減少、左側(cè)額中葉灰質(zhì)和左側(cè)額葉白質(zhì)體積增加有關(guān),因此白質(zhì)體積下降可能是白質(zhì)纖維受損進(jìn)一步發(fā)展的結(jié)果。本研究結(jié)果還顯示,與對(duì)照組比較,強(qiáng)迫癥患者組的右側(cè)中央前、后回、雙側(cè)楔前葉、左側(cè)枕中回局部腦白質(zhì)體積增加。雖然多數(shù)研究顯示強(qiáng)迫癥白質(zhì)體積下降,但也有一些研究顯示患者的全腦或局部白質(zhì)體積增加,如Atmaca等的兩個(gè)強(qiáng)迫癥研究均顯示強(qiáng)迫癥患者整個(gè)大腦白質(zhì)體積增加,而Macmaster等對(duì)未服藥兒童強(qiáng)迫癥患者的研究顯示強(qiáng)迫癥組右側(cè)眶額葉白質(zhì)體積增加。Menzies等則報(bào)道了強(qiáng)迫癥患者右側(cè)額中葉白質(zhì)FA值增加。Yoo等對(duì)未服藥強(qiáng)迫癥的DTI研究顯示,患者的胼胝體、內(nèi)囊及內(nèi)囊上外側(cè)到尾狀核之間的FA值增加。上述研究均提示強(qiáng)迫癥患者局部白質(zhì)微結(jié)構(gòu)異常聯(lián)系的增強(qiáng)。本研究和既往研究發(fā)現(xiàn)腦白質(zhì)體積增加的區(qū)域大致相同,但也有新發(fā)現(xiàn)的區(qū)域,如枕中回的局部白質(zhì)體積增加。研究結(jié)果的差異可能來(lái)自于不同的樣本的差異或疾病的異質(zhì)性,這種差異本身也反映了強(qiáng)迫癥病理機(jī)制的復(fù)雜性。強(qiáng)迫癥患者腦區(qū)局部白質(zhì)體積的增加不是單獨(dú)存在的,可能與強(qiáng)迫癥的病理機(jī)制有關(guān)。中央前、后回參與機(jī)體的感覺(jué)、運(yùn)動(dòng)信息的處理,而楔前葉與自我信息處理及內(nèi)部行為監(jiān)控有關(guān),因此這些區(qū)域的白質(zhì)體積增加可能與患者反復(fù)出現(xiàn)的癥狀有關(guān)。枕葉與視覺(jué)功能的整合有關(guān),涉及警覺(jué)性和感覺(jué)過(guò)程,并參與情緒和警覺(jué)的調(diào)控,此區(qū)域白質(zhì)體積異常有可能與患者的焦慮癥狀有關(guān)。白質(zhì)體積增加的機(jī)制同樣不明,Atmaca等證實(shí)強(qiáng)迫癥患者中的白質(zhì)體積增加可能與髓鞘少突膠質(zhì)細(xì)胞的功能糖蛋白(MOG)基因多態(tài)性G511C(Val/Val基因型)相關(guān),顯示這種體積下降可能還存在遺傳背景。本研究得到的有些異常區(qū)域分布在灰白質(zhì)交界區(qū),可能反映了末端神經(jīng)纖維