抑郁癥患者額葉深部白質基于體素的DTI技術研究

沈小勇　鈕富榮★　黃小燕　戴利成　沈鑫華　邵永良

·臨床研究·

抑郁癥患者額葉深部白質基于體素的DTI技術研究

沈小勇鈕富榮★黃小燕戴利成沈鑫華邵永良

目的 探討磁共振彌散張量成像（DTI）在抑郁癥患者額葉深部白質各向異性分數（FA）值異常變化的特點。方法 中度以上抑郁癥患者109例（觀察組）和性別年齡匹配的健康志愿者89例（對照組），采用1.5T磁共振成像儀進行DTI檢查，應用SPM2分析軟件，采用基于體素的分析方法，比較中度以上抑郁癥患者額葉扣帶回FA值的變化。結果 中度以上抑郁癥患者額葉扣帶回FA值明顯低于正常對照組（P＜0.01）。結論 1.5TMR DTI發現中度以上抑郁癥患者額葉深部白質存在微觀的病理改變。

抑郁癥 額葉深部白質 磁共振成像 彌散張量

抑郁癥（MDD）是一種常見的精神科疾病，一般認為其癥狀或癥候群是多個腦功能區之間的調節關系紊亂所造成。腦功能區之間是通過腦白質纖維束通道連接的，腦白質完整性破壞很可能或至少部分導致結構上連接及生理上的傳導被打亂，使腦區之間的平衡關系被打亂，造成精神疾病如抑郁癥的發作［1，2］。作者應用1.5 T 磁共振對中度以上抑郁癥患者額葉扣帶回進行DTI檢查，探討抑郁癥發病的機制。

1　臨床資料

1.1一般資料 選取2012年1月至2014年12月中度以上抑郁癥患者109例為抑郁癥組，在校學生及醫生家屬89例為對照組。納入標準：抑郁癥組為初發抑郁癥患者，符合美國精神障礙與診斷手冊第四版（DSM-IV） 抑郁癥診斷標準，所有患者入組時24 項HAMD評分平均28分，均未服用抗抑郁劑，所有志愿者HAMD 評分＜8分 。排除：精神發育遲滯等精神疾病；顱腦外傷及嚴重的軀體疾病和腦器質性疾病史；精神活性物質濫用史或非精神活性物質中毒史； 一級親屬中精神分裂癥、心境障礙及其他嚴重性精神疾病史。抑郁癥患者男39例，女70例；平均年齡（44±24）歲。平均受教育時間（15±4）年。對照組男38例，女51例。平均年齡（40.7±11.3）歲，平均受教育時間（13±3）年。兩組一般資料比較差異無統計學意義，（P＞0. 05）具有可比性。所有觀察者均為右利手，對本項目內容知情，并簽署知情同意書。

1.2掃描儀器與方法 采用美國GE HD 1.5 T Signa EXCITE超導磁共振，掃描序列包括：顱腦MRI的三平面定位掃描序列，標準橫斷T2WI、T1WI序列、矢狀位T2flai序列，以前后聯合連線為掃描基線，進行全腦標準軸位掃描，層厚5.0mm，無間隔，共24層。DTI使用單次激發自旋回波的平面回波序列（SE-EPI），TR=8000ms，FOV=24cm， 矩 陣 128×128，NEX=1，復制常規MRI的標準軸位序列的掃描層面。b值分別為0和1000s/mm2，在15個不同的非線性方向上施加彌散敏感梯度。

1.3DTI分析與測量 將DTI的原始數據導入GE functool的diffusion tensor軟件進行后處理校正變形后選定FA圖，將原始DICOM圖像轉化成可分析的文件格式，然后使用SPM2軟件分析，在MatLab上執行操作。DTI成像采用快速EPI序列，因為速度快所以基本不受某些輕微移動偽影的影響，但圖像分辨率較差、并且容易受因磁場不均和電流渦流造成圖像幾何變形。因此，如采用VBA方法進行全腦分析，必須對圖像進行標化。但本項目需要額葉深部白質FA值，因其部位較深受其他如腦脊液、顱骨及氣體等導致磁場不均勻因素較小，所以基本可以保證額葉深部白質體素可用于統計分析的FA圖像。

1.4統計學分析 采用SPSS13.0統計軟件。計量資料以（x±s）表示，用t檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2　結果

兩組FA值比較 中度以上抑郁癥組為（0.412±0.040）、對照組為（0.517±0.069），抑郁癥組FA值較正常對照組明顯減低，差異有統計學意義（P＜0.05）。

3　討論

本資料采用GE1.5T磁共振成像系統，采用產生1H頻率的頭顱8通道線圈，DTI利用彌散敏感梯度從多個方向對水分子的彌散各向異性進行量化，從而觀察腦白質結構特性，追蹤纖維走行，并評估其結構完整性與方向性［3］。使用部分各向異性（FA）值反映水分子的彌散各向異性。Wu F等［4］發現23例重度抑郁癥患者雙側額葉FA值較正常組顯著降低。Nobuhara K等［5］發現重度抑郁癥患者額、顳葉多個部位的FA值降低。Murphy CF等［6］發現與額葉紋狀體邊緣系統相關的多個部位（包括扣帶回前部以及前額葉、島葉、海馬旁回等部位）局部FA值的降低與重度抑郁癥患者的執行功能受損相關。Yurgelum-Todd DA等［7］發現重癥抑郁癥患者胼胝體膝部FA值明顯高于正常對照組，提示胼胝體膝部可能作為前扣帶皮層功能障礙的代償功能部位。劉海燕等［8］研究顯示中重度抑郁組雙側額葉及顳下回區域的FA值均顯著低于健康組，提示這些區域的白質髓鞘完整性可能受到破壞。Dalby RB等［9］研究顯示重度抑郁的嚴重程度與白質髓鞘完整性相關。研究［10］認為，白質纖維束能夠較為精確地反映連接時所表現的病理狀態，本資料直接采用額葉深部白質而非胼胝體膝部，發現中度以上抑郁癥患者比值較正常對照組顯著減低，差異有統計學意義。研究［11］認為，抑郁癥患者治療前FA減低區按腦白質通道分類主要位于聯合纖維的胼胝體、投射纖維的內囊膝部及位于枕葉的聯絡纖維，可能累積下縱束、下額枕束及視放射。作者發現中度以上首發抑郁癥患者額葉深部白質FA值顯著減低，提示額葉深部白質FA值的改變和抑郁癥的程度有密切相關性，中度以上抑郁癥患者存在額葉深部白質神經網絡超微結構一致性減低。

1Sullivan EV，Pfefferbaum A.Diffusion tensor imaging in normal aging and neuropsychiatric disorders.Eur J Radiol，2003，45（3）：244～255.

2Lim KO，Helpern JA.Neuropsychiatric applications of DTI-a review. NMR Biomed，2002，15（7-8）：587～593

3GosslC，FahrmeirL，PutzB，AuerLM，AuerDP. Fiber Tracking from DTI Using Linear State Space Models： Detectability of the Pyramidal Tract. NeuroImage， 2002， 16（2） ： 378～388.

4Wu F， Tang Y， Xu K， et al.Whiter matter abnormalities in medicationnaive subjects with a single short-duration episode of major depressive disorder.Psychiatry Res， 2011 ，191（1）：80～83.

5Nobuhara K，Okugawa G，SugimotoT， et al.Frontal white matter anisotropy and symptom severity of late-life depression：a magnetic resonance diffusion tensor imaging stuay.Neurosurg Psychiatry，2006，77（1）： 120～122.

6Murphy CF， Cunning-Dixon FM， Hoptmen MJ， et al.White-matter intensity predicts stroop performance in patient with geriatric depression .Bid Psychiatry，2007，61（8）：1007～1010.

7Yurgelum-Todd DA， Silveri MM， Cruber SA，et al.White matter abnormalities observed in bipolar disorder：a diffusion tensor imaging. Bipolar Disorder，2007，9（5）：504～512.

8劉海燕，姚志劍，滕皋軍，等.中青年抑郁癥患者腦白質纖維彌散張量成像的初步研究. 中華醫學雜志，2008，88（21）：1507～1509.

9Dalby RB， Frandsen J， Chakravarty MM ， et al.Depression severity is correlated to the integrity of white matter fiber tracts in late-onset major depression.Psychiatry Res， 2010，184（1）：38～48.

10Soares JC，Mann JJ.The functional neuroantomy of mood disorders.JP sychiatr Res，2010，31：393～432.

11孫軍，劉含秋，孫華平，等.首發抑郁癥患者治療前后基于體素的DTI研究. 中國醫學計算機成像雜志，2011，17（3）：207～211.

Objective To detect Fractional anisotropy （FA） characteristic of frontal white matter abnormalities in patients with major depressive disorder （MDD） by diffusion tensor imaging （DTI）. Methods 109 patients with MDD and 89 normal sex and age- matched volunteers underwent diffusion tensor imaging （DTI） with 1.5T MRI. The comparison of FA value was processed by voxel- based method using SPM2 in whole brain between the two groups. Results Patients with MDD showed signifi cantly lower FA value in frontal white matter compared with the control group. Conclusions The microscopic pathological changes of frontal white matter in Patients with MDD may be founded by diffusion tensor imaging （DTI）with 1.5T MRI.

Major depressive disorder Deep frontal white matter MRI Diffusion tensor imaging

浙江省科技計劃項目（2012C23071）

313000 浙江省湖州中心醫院（沈小勇 鈕富榮 黃小燕 戴利成）313000 浙江省湖州市第三人民醫院（沈鑫華 邵永良）