軀體形式疼痛障礙患者腦灰質體積變化及其與NRS評分的關系

毛椿平，黃勁柏，楊濤

(1荊門市第一人民醫院，湖北荊門448000；2長江大學臨床醫學院，長江大學附屬第一醫院)

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軀體形式疼痛障礙患者腦灰質體積變化及其與NRS評分的關系

毛椿平1，黃勁柏2，楊濤2

(1荊門市第一人民醫院，湖北荊門448000；2長江大學臨床醫學院，長江大學附屬第一醫院)

目的 利用基于頭顱MRI的體素形態學分析(VBM)技術，觀察軀體形式疼痛障礙(SPD)患者腦灰質體積改變，并分析其與疼痛程度的關系。方法 選擇SPD患者10例納入病例組、健康志愿者14例納入對照組。對SPD患者進行疼痛數字評價量表(NRS)評分。兩組均行頭顱MRI檢查，高分辨3D T1WI數據采集，保存圖像。將兩組頭顱MRI檢查所獲得的所有圖像數據進行VBM，測算全腦體積及灰質體積，并獲取兩組灰質體積差異有統計學意義的腦區。采用Pearson相關分析法分析SPD患者灰質體積與NRS評分的相關性。結果 VBM顯示，病例組灰質體積大于對照組(P<0.01)，灰質體積增加的區域主要位于左側丘腦。病例組左側丘腦灰質體積與NRS評分無顯著相關性(r=0.631，P>0.05)。結論 SPD患者頭顱MRI VBM顯示腦灰質體積增大，主要位于左側丘腦；腦灰質體積改變與疼痛程度無明顯相關性。

軀體形式疼痛障礙；核磁共振成像；基于體素形態學分析；腦灰質體積

軀體形式疼痛障礙(SPD)是一種不能由生理過程或軀體器質性疾病合理解釋的持續而又嚴重的疼痛，屬于精神類疾病的范疇[1]。SPD疼痛癥狀的部位、持續時間及性質常不固定，臨床診斷及治療困難[2]，導致患者轉診于臨床各科室，不僅消耗大量的醫療資源，而且可能導致癥狀加重[3]。目前SPD的病因及發病機制還不十分明確，可能與患者人格、心理、家庭及社會環境等諸多因素有關，現有觀點認為SPD患者腦部可能存在器質性改變，并且與患者臨床癥狀多樣性、病程遷延及藥物療效欠佳等密切相關。基于頭顱MRI的體素形態學分析(VBM)可對腦結構進行分析，能定量測算出腦灰、白質的體積改變，可精準顯示腦組織形態學的微小變化，目前已廣泛應用于多種疾病的腦結構研究中。本研究采用VBM技術觀察SPD患者腦灰質體積改變，并分析其與疼痛程度的關系，現報告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 SPD患者10例(病例組)，男5例、女5例，年齡23～68歲，受教育年限為0～16年。采用疼痛數字評價量表(NRS)對病例組的疼痛程度進行評分，NRS評分為4～8分。SPD的診斷標準：①持續、嚴重的疼痛，不能用生理過程或軀體疾病做出合理解釋；②情感沖突或心理社會問題直接導致疼痛的發生；③病程持續6個月以上。排除標準：①檢查出相關軀體疾病與疼痛者；②有任何精神神經系統病史及家族病史者，如精神分裂癥或相關障礙、抑郁癥、情感性精神障礙、疑病癥等；③具有心肝腎等臟器嚴重軀體疾病、妊娠或哺乳期婦女及兩個月內接受過抗抑郁藥物、rTMS或電休克治療的患者；④有藥物或酒精依賴者；⑤近期有中風病史者；⑥常規頭顱MRI掃描頭顱發現明顯異常者。納入14例與病例組年齡、性別及受教育程度相匹配的健康自愿者做為對照組，男7例、女7例，年齡24～65歲，受教育年限為6～20年，均無明顯顱內病灶及結構異常，無疼痛及精神神經癥狀。所有受試者均為右利手。病例組與對照組性別、年齡、受教育程度等資料具有可比性。本研究經醫院醫學倫理委員會批準，受試者均被告知研究內容，并簽署知情同意書。

1.2 頭顱MRI檢查 病例組與對照組采用相同的頭顱MRI檢查方法。采用Philips Achieva 3.0T磁共振掃描儀，16通道正交頭部線圈。所有受試者用配套的泡沫墊固定頭部以減少頭動，用棉球塞住雙耳以減少噪音干擾。先進行定位像掃描，然后進行液體衰減反轉恢復(FLAIR)序列像掃描；對頭顱未發現異常病變者，行快速場回波序列(FFE)高分辨3D T1WI結構像采集，掃描參數為TR 10 ms、TE 4 ms、翻轉角7°、視野(FOV)256 mm×256 mm、層間距0 mm、層數為188層，掃描范圍為全腦，掃描定位線平行于前后聯合線，掃描時間5 min 28 s。MRI掃描數據以DICOM格式保存。

1.3 VBM分析測算全腦體積和腦灰質體積 頭顱MRI檢查所獲得的所有圖像數據采用SPM8軟件的VBM8模塊進行處理，主要步驟包括：①格式轉換，將所有被試DICOM圖像格式轉換為NIFTI格式，并在進一步分析前對圖像質量進行檢查；②空間標準化，將原始圖像標準化到蒙特利爾神經科學研究所制作的標準空間；③圖像分割，將標準化后的腦組織分割為灰質、白質和腦脊液；④調整，對灰質圖像進行非線性校正；⑤平滑，將分割后的灰質圖像采用8 mm全高半寬的高斯平滑核進行空間平滑。將所有圖像數據處理后得到的全腦體積及灰質體積進行后續分析。

1.4 統計學方法 兩組比較采用雙樣本t檢驗，經Alpha-sim校正后，P<0.001且簇>74個體素認為具有統計學意義，將具有統計學意義的體素疊加于3D T1WI上生成偽彩圖，經REST軟件顯示。灰質體積改變與NRS評分的相關性采用Pearson相關性分析。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組全腦體積、灰質體積比較 病例組、對照組全腦體積分別為(1 488.62±76.50)、(1 437.46±104.33)mL，病例組、對照組灰質體積分別為(822.87±44.91)、(768.76±32.54)mL。兩組全腦體積差異無統計學意義。病例組灰質體積大于對照組(P<0.01)。見圖1、2。

2.2 病例組左側丘腦灰質體積與NRS評分的相關性 病例組左側丘腦灰質體積與NRS評分無顯著相關性(r=0.631，P>0.05)。

3 討論

VBM自2000年由Ashburner等[4]提出后，已逐漸成為MRI在腦形態學測量方面的主要研究方法。VBM測量以體素為基礎，通過后處理軟件對磁共振3D T1WI結構像進行數據分析，能定量測算局部腦灰質和白質的體積變化，且有較強的客觀性，從而被廣泛應用于多種神經精神疾病導致的腦形態學研究[5，6]。

SPD是一種神經精神類疾病，情緒沖突或心理社會問題可以直接導致疼痛的發生，臨床檢查常不能發現與相應主訴有關的軀體器質性病變，病程常遷延并持續6個月以上[7，8]。SPD的發病可能與遺傳因素、人格基礎、生理因素、心理因素、社會因素及家庭環境等諸多因素有關[9，10]，臨床可表現為胸痛、頭頸痛、腰背痛、腹痛等，且疼痛的部位、程度及性質常不固定，臨床上運用常規的鎮痛劑、鎮靜劑治療效果不佳，抗抑郁藥也無法完全緩解。SPD的病因及發病機制尚未明確，診斷和治療均較困難。研究SPD患者腦結構和功能變化對于闡明SPD發病機制有重要價值。

注：兩組灰質體積差異有統計學意義的結果顯示于MNI標準空間，腦切面圖中的點狀色塊代表病例組較對照組灰質體積增加的區域，主要為左側丘腦。

圖1 兩組灰質體積差異有統計學意義的腦區示意圖(橫軸位)

注：腦切面圖像中的點狀色塊代表病例組較對照組灰質體積增加的區域。

圖2 兩組灰質體積差異有統計學意義的腦區示意圖(多平面重組及3D顯示)

目前僅有少量關于SPD患者腦功能和結構的研究報道，且研究結果并不一致。有學者[11，12]研究發現SPD患者雙側尾狀核體積明顯增大，推測其可能是基底神經節腦神經激活增強的解剖基礎。Stouter等[13]通過任務態fMRI研究發現SPD的疼痛處理相關腦區(如丘腦、基底神經節、島葉被蓋區皮質等)表現出神經激活增強，并推測可能是患者應激管理系統紊亂所致。Yoshino等[14]通過基于靜息態fMRI的ReHo分析發現，SPD患者左側中央前回ReHo值增高，提示該區域可能存在特定的病理生理學機制。Otti等[15]通過靜息態fMRI功能連接研究發現，SPD患者的默認網絡和運動感覺網絡存在異常功能連接，提示可能存在皮質網絡的自身調節和內在心理調試過程。本研究通過VBM發現SPD患者左側丘腦灰質體積改變，較對照組增大，證實了SPD患者存在腦灰質結構異常。因腦內存在內、外側痛覺系統兩條平行上傳的通路，內側痛覺系統主要傳遞疼痛的情緒成分，外側痛覺系統主要傳遞疼痛的感覺辨別成分[16]，而丘腦的背內側核和外側核分別屬于這兩個系統[17]，故推測SPD患者左側丘腦灰質體積改變可能與疼痛傳遞有關。根據以往研究發現，SPD作為神經癥的一種，其疼痛與內、外側痛覺系統有關，其中內側痛覺系統起主要作用。本研究發現在SPD患者左側丘腦體積增大的區域里有一部分體素集中在背內側核、小部分體素集中在外側核群，提示內側痛覺系統在SPD發病中起主導作用。另外，有研究[18，19]表明，軀體障礙類疾病常存在與焦慮和抑郁障礙共病現象，兩者相互獨立又互相影響。左側背內側核群既屬于內側痛覺系統，又是察覺系統的構成部分。SPD臨床表現為疼痛的部位、性質、持續時間不定及存在不同程度的心境障礙，這兩種SPD的臨床特征均可能與左側丘腦背內側核群體積增大密切相關。Schmidt-Wilcke等[20]通過研究慢性疼痛患者發現其丘腦灰質密度較正常人明顯增加，與本研究的推測互相印證。然而，本研究所得出的結果主要是左側丘腦灰質體積增大，在其他的痛覺處理相關腦區沒有發現灰質體積改變，與國外前期研究結果不同，這一方面可能由于納入受試者標準不同導致研究結果產生偏差，另一方面本研究與國外前期研究所納入的樣本量均偏小，擬在后期研究中進一步擴大樣本量以驗證結果的可靠性。另外，本研究所納入的SPD患者疼痛部位不同(有腹痛、頭痛及頸肩痛等)，未做詳細分組，可能會導致結果差異。

病例組4例為中度疼痛(NRS評分4～6分)，6例為重度疼痛(NRS評分7～10分)，通過Pearson相關性分析發現SPD患者左側丘腦灰質體積與NRS評分無顯著相關性。根據臨床醫生經驗，大部分患者描述的實際情況與疼痛程度不符，可能是由于患者對疼痛的感覺辨別能力受到一定影響[21]，而丘腦外側核群主要傳遞疼痛的感覺辨別成分，推測疼痛程度可能與丘腦外側核群體積增大有一定關聯，但由于丘腦外側核群體素較小，我們并未深入研究，仍有待進一步驗證。

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Changes of brain gray matter volume in patients with somatoform pain disorder and the relationship with NRS score

MAOChunping1,HUANGJinbai,YANGTao

(1JingmenNO.1People'sHospital,Jingmen448000,China)

Objective Using voxel-based morphometry (VBM) to investigate the changes of brain gray matter (GM) volume in patients with somatoform pain disorder (SPD) and to explore its relationship with the degree of pain. Methods A total of 10 SPD patients and 14 healthy volunteers were enrolled in this study. The SPD patients were evaluated by the numerical rating scale (NRS). The SPD patients and healthy volunteers were both examined by head magnetic resonance imaging (MRI), and 3D T1WI high resolution data were acquired. The whole brain volume and gray matter volume were calculated and the meaningful GM regions of SPD patients were obtained by VBM. The correlation between the GM volume and the NRS scores in SPD patients was analyzed by Pearson analysis. Results VBM showed that the gray matter volume in the SPD group was larger than that in the control group (P<0.01), and the regions of increased gray matter volume was mainly located in the left thalamus. There was no significant correlation between the left thalamus gray matter volume and the NRS score in the SPD group (r=0.631,P>0.05). Conclusions The head MRI VBM shows brain gray matter volume increases in SPD patients, and it is mainly located in the left thalamus. There is no significant correlation between the changes of brain gray matter volume and the degree of pain.

somatoform pain disorder; magnetic resonance imaging; voxel-based morphometry; brain gray matter volume

湖北省教育廳科研項目(B2015441)。

毛椿平(1989-)，男，碩士，主要研究方向為功能影像學。E-mail：396340163@qq.com

黃勁柏(1972-)，男，博士，主要研究方向為功能影像學。E-mail：jinbaihuang@126.com

10.3969/j.issn.1002-266X.2017.27.002

749.2

A

1002-266X(2017)27-0005-04

2017-01-22)