分析未治療抑郁癥患者丘腦及基底核微觀結構和血流灌注

張 蕾，趙蓮萍，劉斯潤，賈艷濱，鐘舒明，孫 堯，王希希，黃 力，王 穎*>

(1.暨南大學附屬第一醫院影像中心，2.綜合病區，4.精神心理科，廣東 廣州 510632；3.甘肅省人民醫院放射科，甘肅 蘭州 730000)

抑郁癥是以心境低落為主要臨床特征的情感障礙，表現為情緒低落、思維遲鈍、意志行為減退，對工作生活失去興趣等?；缀撕颓鹉X是精神障礙相關的關鍵腦區，其通過皮質—基底核、皮質—丘腦和皮質—邊緣系統環路調節機體的認知和情感，在抑郁癥的發生中起重要作用[1-2]。擴散峰度成像(diffusional kurtosis imaging, DKI)可表征非高斯分布的水分子擴散特性，反映組織的微觀結構特征[3-4]，已用于對精神分裂癥及注意缺陷多動障礙等腦部疾病的研究[5]。研究[6]表明腦部灌注功能改變在抑郁癥發病中起重要作用。三維動脈自旋標記(three-dimensional arterial spin labeling, 3D ASL)是一種容積灌注成像技術，具有高空間填充率、較短掃描時間、灌注效果均勻和高信噪比等特點。本研究采用DKI和3D ASL技術分析未治療抑郁癥患者基底核和丘腦的微觀結構及灌注改變，為抑郁癥提供客觀的診斷依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2013年1月—2014年5月未經治療的抑郁癥患者21例(病例組)，男8例，女13例，年齡20～48歲，平均(34.5±8.8)歲。納入標準：①符合美國《精神疾病診斷與統計手冊(第五版)》抑郁癥診斷標準[7]；②年齡19～50歲；③24項漢密爾頓抑郁量表(HAMD-24)評分≥20分；④既往未服用過任何精神科藥物，或至少有2個月未服用任何精神科藥物；⑤自愿參加本研究并簽署知情同意書。排除標準：①伴發嚴重的軀體疾病、神經系統疾病、腦器質性疾病或顱腦外傷患者；②酒精、藥物或其他精神活性物質濫用或依賴者；③妊娠、哺乳期及產后婦女；④MR檢查禁忌證。

同期招募自愿參加本研究的志愿者32名(對照組)，男16名，女16名，年齡19～58歲，平均(30.8±11.0)歲。納入標準：年齡19～50歲，無任何精神病病史和家族史，無任何軀體疾患和神經系統疾患，簽署知情同意書。排除標準同病例組。所有研究對象均對本研究知情同意并由受試者本人或家屬簽署知情同意書。本研究獲得暨南大學倫理委員會審核批準，倫理審批號：[2013]倫審批科007號。

1.2 儀器與方法 采用GE Discovery 750 3.0T掃描儀，8通道頭線圈。結構像掃描采用三維腦容積成像(three dimensional brain volume imaging, 3D-BRAVO)序列，TR 8.2 ms，TE 3.2 ms，TI 380 ms，FOV 240 mm×240 mm，矩陣256×256，層厚1 mm，無間隔，NEX 1，帶寬31.25 Hz，掃描時間3 min 45 s。DKI采用雙自旋平面回波序列，TR 4 500 ms，TE 106.8 ms，FOV 240 mm×240 mm，矩陣256×256，層厚2 mm，無間隔，體素大小2 mm×2 mm×2 mm，b值為0、500、1 000、1 500、2 000和2 500 s/mm2，非零b值擴散敏感梯度場方向為15個，掃描時間12 min 5 s。3D ASL采用偽連續動脈自旋標記技術，標記后延遲時間1 525 ms，TR 4 632 ms，TE 10.5 ms，FOV 240 mm×240 mm，層厚4 mm，采用快速自旋回波序列及背景抑制技術以3D螺旋采集方式獲得全腦圖像，共掃描36層，掃描時間4 min 29 s。

1.3 圖像分析與數據處理 將DKI和3D ASL原始數據傳至AW 4.5工作站，采用Functool軟件(9.4.05版)對平面回波變形和渦流進行校正。對DKI數據采用Jensen等[8]的擴散峰度和擴散張量計算模型分析；對3D ASL數據采用Alsop和Detre的動力學模型。采用Functool處理軟件，分別將DKI及ASL原始圖與3D-BRAVO結構像進行擬合，于基底核最大層面，根據形態人工勾畫雙側尾狀核頭、殼核及丘腦為ROI(圖1)，測量DKI參數，包括平均擴散峰度(mean kurtosis, MK)、軸向峰度(axial kurtosis, Ka)和徑向峰度(radial kurtosis, Kr)、各向異性分數(fractional anisotropy, FA)、平均擴散率(mean diffusivity, MD)，軸向擴散系數(axial diffusivity, Da)和徑向擴散系數(radial diffusivity, Dr)，并測量3D ASL參數腦血流量(cerebral blood flow, CBF)。由1名主治醫師及1名住院醫師分別測量，取其平均值。

1.4 統計學分析 采用SPSS 17.0統計分析軟件。計量資料以±s表示，2組間一般資料比較采用兩獨立樣本t檢驗(年齡、受教育年限)或χ2檢驗(性別)。2組DKI和3D ASL參數的比較采用兩獨立樣本t檢驗。病例組差異有統計學意義的DKI和3D ASL參數與臨床指標間的相關性采用Pearson相關分析。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

病例組受教育年限為(13.14±3.23)年，對照組為(15.19±2.99)年，差異無統計學意義(t=-1.123，P=0.294)。病例組與對照組的性別、年齡差異無統計學意義(χ2=0.725、t=0.367，P=0.394、0.547)。病例組總病程(37.48±70.05)個月，首發年齡(30.7±11.1)歲，HAMD-24評分(25.10±3.46)分。

2.1 DKI參數 與對照組比較，病例組左側尾狀核頭Ka值增高(P<0.05)、Kr值減低(P<0.05)，右側殼核Ka值增高(P均<0.05)，余雙側尾狀核頭、殼核及丘腦各DKI參數2組間差異均無統計學意義(P均>0.05，表1～3)。

2.2 CBF 與對照組比較，病例組左側尾狀核頭及雙側殼核CBF值減低(P均<0.05)，2組間右側尾狀核頭和雙側丘腦CBF值差異均無統計學意義(P均>0.05，表4)。

2.3 相關性 左側尾狀核頭Ka、Kr和右側殼核Ka值及左側尾狀核和雙側殼核CBF值與總病程、首發年齡、HAMD-24總分均無相關性(P均>0.05)。

3 討論

DKI各參數中，MK值是所有方向的平均峰度值，反映組織微觀結構的復雜程度，MK值越大表明非正態分布水分子擴散受限越顯著；Da和Dr值可反映平行或垂直于軸突纖維的水分子擴散運動，表明軸突的完整性；Ka和Kr反映平行或垂直于軸突纖維的水分子擴散運動的特征向量，表明髓鞘的完整性；FA值是反映水分子各向異性擴散的指標，其減低提示白質完整性破壞；MD值可反映各個方向水分子擴散運動的平均值，其增高表明限制水分子運動的微觀結構受到破壞。研究[9]發現抑郁癥患者尾狀核體積較正常人小，且尾狀核體積變小與臨床抑郁程度相關。靜息態MRI研究[10]發現抑郁癥患者的伏隔核、尾狀核、殼核功能連接異常。另有研究[11]表明抑郁癥患者雙側尾狀核默認網絡連接存在異常。本研究結果顯示與對照組比較，抑郁癥患者左側尾狀核頭和右側殼核Ka值增高，而左側尾狀核頭Kr值降低，提示這些腦區的微觀結構受損，為抑郁癥發病機制提供了神經影像學生物學證據。

表1 病例組與對照組左右側尾狀核頭DKI參數的比較(±s)

表1 病例組與對照組左右側尾狀核頭DKI參數的比較(±s)

組別左側尾狀核頭MKKaKrFAMD(μm2/ms)Da(μm2/ms)Dr(μm2/ms)病例組0．51±0．040．63±0．070．50±0．060．20±0．030．88±0．051．06±0．050．79±0．06對照組0．53±0．060．60±0．050．57±0．080．19±0．020．89±0．041．07±0．060．80±0．04t值-1．5432．203-2．990．651-0．831-1．032-0．692P值0．1290．0320．0040．5180．4100．3070．492組別右側尾狀核頭MKKaKrFAMD(μm2/ms)Da(μm2/ms)Dr(μm2/ms)病例組0．54±0．060．59±0．050．57±0．100．20±0．030．90±0．041．09±0．060．80±0．04對照組0．54±0．050．60±0．050．60±0．090．20±0．030．90±0．061．10±0．060．82±0．05t值-0．243-0．425-0．9160．466-0．461-0．938-1．207P值0．8090．6720．3640．6430．6460．3520．233

表2 病例組與對照組左右側殼核DKI參數的比較(±s)

表2 病例組與對照組左右側殼核DKI參數的比較(±s)

組別左側殼核MKKaKrFAMD(μm2/ms)Da(μm2/ms)Dr(μm2/ms)病例組0．59±0．050．73±0．040．55±0．080．22±0．040．84±0．031．04±0．040．75±0．03對照組0．60±0．050．71±0．030．55±0．080．22±0．030．84±0．031．04±0．050．74±0．03t值-0．5721．9620．023-0．7500．580-0．2031．044P值0．5700．0550．9820．4570．5640．8400．301組別右側殼核MKKaKrFAMD(μm2/ms)Da(μm2/ms)Dr(μm2/ms)病例組0．64±0．070．72±0．060．62±0．110．22±0．030．87±0．041．07±0．060．77±0．04對照組0．62±0．050．69±0．030．59±0．070．22±0．030．86±0．031．06±0．050．76±0．03t值1．7682．5251．3210．0971．3000．7161．242P值0．0830．0150．1920．9230．1990．4770．220

表3 病例組與對照組左右側丘腦DKI參數的比較(±s)

表3 病例組與對照組左右側丘腦DKI參數的比較(±s)

組別左側丘腦MKKaKrFAMD(μm2/ms)Da(μm2/ms)Dr(μm2/ms)病例組0．73±0．040．68±0．040．79±0．060．29±0．040．91±0．031．19±0．060．77±0．03對照組0．72±0．040．67±0．040．79±0．070．30±0．030．90±0．021．18±0．040．76±0．04t值0．5690．6760．187-0．8971．8930．8501．535P值0．5720．5020．8520．3740．0640．3990．131組別右側丘腦MKKaKrFAMD(μm2/ms)Da(μm2/ms)Dr(μm2/ms)病例組0．72±0．040．67±0．050．79±0．080．30±0．040．91±0．031．19±0．060．77±0．04對照組0．72±0．040．67±0．030．79±0．060．29±0．030．90±0．021．18±0．040．76±0．03t值0．0090．135-0．0820．4681．0371．4130．693P值0．9920．8930．9350．6420．3050．1640．492

表4 病例組與對照組CBF比較[ml/(100 g·min)，±s]

表4 病例組與對照組CBF比較[ml/(100 g·min)，±s]

組別左側尾狀核頭右側尾狀核頭左側殼核右側殼核左側丘腦右側丘腦病例組52．66±6．9755．55±7．8747．31±6．2448．87±6．6651．50±7．8252．16±8．16對照組57．38±9．1059．40±9．7151．95±7．9753．90±8．6455．43±9．5956．51±10．11t值-2．019-1．514-2．250-2．262-1．564-1．647P值0．0490．1360．0290．0280．1240．106

圖1 尾狀核頭、殼核及丘腦ROI勾畫示意圖 A.DKI原始圖； B.3D BRAVO序列腦結構圖； C.3D ASL圖

研究[12]表明抑郁癥患者尾狀核血流量及葡萄糖代謝率減低。SPECT研究[13]發現抑郁癥患者全腦低灌注。另一項SPECT研究[14]也表明抑郁癥患者表現出腦灌注減低，包括基底核。本研究結果顯示抑郁癥患者左側尾狀核頭和雙側殼核CBF值減低，即腦血流灌注減少，提示CBF減低可能是抑郁癥病理生理學基礎之一。

Sexton等[15]發現抑郁癥患者丘腦體積較正常對照組減小，丘腦體積與抑郁嚴重程度相關，且抑郁癥患者伏隔核和丘腦功能連接異常，提示丘腦在抑郁癥發病機制中起重要作用。本研究顯示抑郁癥患者丘腦的DKI參數及CBF參數均無改變，與MacMaster等[16]研究報道抑郁癥患者丘腦體積與正常對照組無差異的結果一致。雖然功能神經影像學認為丘腦在抑郁癥發病機制中起重要作用，但仍存在爭議，特別是丘腦結構(尤其體積的變化)與血流灌注變化間的關系還有待進一步探討。

本研究的不足：①樣本量相對較小；②未對抑郁癥患者分亞型進行研究。

總之，本研究表明抑郁癥患者基底核多個部位表現出水分子擴散受限程度減低，微觀結構完整性受損等改變，提示組織學上細胞結構屏障損傷、細胞密度減低和軸突/髓鞘可能受到破壞，且基底核血流灌注減低，表明基底核可能在抑郁癥發病機制中起重要作用。

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使用阿拉伯數字和漢字數字的一般原則

根據GB/T 15835《出版物上數字用法的規定》

(1)在統計圖表、數學運算、公式推導中所有數字包括正負整數、小數、分數、百分數和比例等，都必須使用阿拉伯數字。

(2)在漢字中已經定型的詞、詞組、成語、縮略語等都必須使用漢語數字，例如：一次方程、三維超聲、二尖瓣、法洛四聯癥、星期一、五六天、八九個月、四十七八歲等。

(3)除了上述情況以外，凡是使用阿拉伯數字而且又很得體的地方，都應該使用阿拉伯數字。遇到特殊情況時，可以靈活掌握，但應該注意使全篇同一。

(4)如果數字的量級小于1時，小數點前面的零(0)不能省去，如0.32不能寫成.32。