基于體素的形態學方法對抑郁癥患者的腦結構磁共振研究

劉春梅， 王春美， 吳立山， 周宏偉， 鄧 方， 高佩紅， 連亞慧

抑郁癥是一種常見的精神障礙類疾病，表現為持續的情緒低落、認知障礙、興趣減退，且具有高發病率、高復發率、高死亡率的特點[1]。據世界衛生組織所言，至2030年，抑郁癥將成為致殘疾病的第一位[2]，同時也會成為全球范圍內第一大負擔疾病[3，4]。截至2017年，中國約有 5400萬人罹患抑郁癥，且發病率呈逐年升高態勢[5]。然而目前，對于抑郁癥的確診仍處于癥狀推斷階段，沒有客觀化的臨床及相關影像指標來輔助確診，且抑郁癥的發病神經機制尚不明確，在這種形勢下，越來越多的學者開始運用各種新興磁共振技術對抑郁癥的腦結構及腦功能改變進行研究，旨在為抑郁癥的早期確診提供重要的客觀影像學指標，同時也為明確抑郁癥的發病機制提供幫助。

對腦灰質結構的改變多采用基于體素的形態學分析方法(voxel-based morphometry，VBM)，該方法最初是由Ashburner等學者[6]在2000年正式提出的。它是一種基于體素水平對腦磁共振圖像進行客觀、全面且自動化的分析手段，從而定量計算腦內相關腦區灰白質密度和體積的改變，對腦組織結構進行精確的形態學分析[7]。隨著VBM技術的日益發展，與之相關的臨床應用及研究也逐漸增多。本研究旨在探討抑郁癥患者腦內部分腦區灰質體積變化情況，并為尋找抑郁癥確診的客觀化影像指標提供證據支持。

1 對象與方法

1.1 研究對象

1.1.1 患者組 篩選自2019年8月至2020年10月就診于吉林大學白求恩第一醫院神經內科門診及心理衛生門診、長春市婦產醫院婦泌門診的首發未治療抑郁癥患者30例，均符合美國精神病協會(APA)《精神疾病診斷與統計手冊》DSM-V抑郁癥診斷標準，且漢密爾頓抑郁量表17項(HAMD-17)評分≥7分。排除標準：(1)既往或現在患有其他嚴重精神疾病，如躁狂癥、精神分裂癥及人格障礙等；(2)合并腦器質性病變或有嚴重頭部外傷史；(3)有酒精或藥物濫用史；(4)既往接受過抗抑郁藥物或相關心理治療；(5)有磁共振檢查禁忌證。

1.1.2 正常對照組 納入自臨床招募的與抑郁癥患者組年齡、性別相匹配的健康志愿者24例。排除標準：(1)本人有精神疾病史或有精神疾病家族史；(2)患有腦器質性病變；(3)有酒精或藥物濫用史；(4)有磁共振檢查禁忌證。

1.2 研究方法

1.2.1 一般資料收集 收集所有被試的一般資料，包括姓名、年齡、性別、職業、民族、是否為右利手、既往史、家族遺傳史等。所有抑郁癥患者均接受 HAMD-17評分測定。

1.2.2 臨床量表評估 HAMD-17包括17個項目，量表評分<7分：正常；評分在7～17分：考慮其可能患有抑郁癥；評分在17～24分：認為其肯定患有抑郁癥；評分≥24分：認為患有嚴重抑郁癥。病情與總分呈正相關關系。

1.2.3 磁共振圖像采集 所有受試者均由吉林大學白求恩第一醫院放射線科專業技術人員進行MRI圖像掃描。使用同一臺PHILPS 3.0T全身磁共振掃描儀對所有被試進行3D-T1結構像掃描。囑被試安靜、平臥、清醒、閉眼，盡量不做任何思維活動，使用快速擾相梯度翻轉恢復序列(spoiled gradient recalled acquisition in steady-state，SPGR)完成所需圖像采集。

1.2.4 數據處理 運用SPM8軟件內嵌的VBM8工具箱進行數據處理。依次經過組織分割、空間標準化、空間平滑步驟后得到處理后的圖像數據。

1.3 統計學分析

1.3.1 一般資料的統計學分析 運用SPSS22.0進行一般資料的統計分析。分別采用卡方檢驗和兩獨立樣本t檢驗比較患者組和對照組性別和年齡的差異。P<0.05時表明兩組差異有統計學意義。

1.3.2 VBM數據的統計學分析 采用SPM8軟件對VBM數據預處理之后的圖像數據進行統計，并將統計后的結果在REST軟件中進行進一步的AlphaSim多重比較校正，得到P<0.05且cluster size>45為有意義腦區，并具有統計學意義。

2 結 果

2.1 一般資料比較 患者組納入抑郁癥患者30例，對照組納入健康志愿者24例，兩組被試在年齡、性別上無明顯統計學差異(見表1、表2)。

表1 患者組與對照組性別資料比較

表2 患者組與對照組年齡資料比較

2.2 VBM分析結果 VBM結果表明患者組較對照組灰質體積減小的腦區：左側顳中回、右側島葉、左側枕上回、右側背外側額上回(P<0.05，cluster size>45，Alphasim校正)(見表3、圖1、圖2)。沒有發現有灰質體積增加的腦區。

表3 患者組較對照組灰質體積減小的腦區

圖1 患者組與對照組相比，左側顳中回、右側島葉、左側枕上回、右側背外側額上回紅色區域灰質體積減小

圖中的顏色柱表示為T值的范圍，T值越大，強度越大，紅-黃色區域即為灰質體積減小的腦區

3 討 論

早期人們對于抑郁癥的認識多局限于功能性疾病，隨著近些年來神經影像學的快速發展，抑郁癥是“非器質性”疾病這一傳統觀念逐漸被打破。隨著功能磁共振技術的不斷崛起及發展，針對抑郁癥的相關研究也日益增多。經上述研究表明，抑郁癥人群會出現多個腦區的灰質體積減小，主要涉及額顳枕及島葉，不同腦區間的相互作用可能是抑郁癥發生及治療的關鍵。

額葉位于大腦最前部，大腦額葉包括前區、中區和后區三個部分，前區就是指腦前額葉，一般認為其涉及多種高級認知功能，包括語言、抽象推理、社會互動等[8]。前額葉在結構上被分為三個亞區：眶部、內側及背側。眶額葉及內側前額葉與情緒加工處理有關，內側前額葉也在決策處理及長期記憶過程中發揮重要作用[9]，而背外側前額葉則在短期工作記憶及情緒處理加工過程中扮演著重要的角色。在本研究中，我們發現首發未治療抑郁癥患者的背外側額上回灰質體積減小，其所對應的前額葉腦區功能發生障礙也符合抑郁癥的臨床表現，證明前額葉體積變化是抑郁癥進程中的重要一環。

顳葉和頂葉與額葉通過神經纖維束相連接，其所構成的神經環路在情緒的控制及調整中有著重要作用[10]。通常認為顳中回在腦功能運行中有著不可替代的作用，其參與語言及情緒、動作相關活動及過程。Simpson等[11]研究發現，抑郁癥人群顳葉體積顯著減小，同時短時記憶功能的缺失與顳葉體積改變有關。在我們的研究結果中，抑郁癥患者同樣表現為顳中回體積減小，這表明顳葉體積的改變與抑郁癥的發生密切相關。

島葉是位于大腦半球深部的皮質結構，能夠將腦內各種多樣化的信息整合、連接起來，參與處理內臟和皮膚感受器的信號，在情緒的調控過程中也發揮重要作用[12，13]。針對抑郁癥患者的一項VBM研究表明，抑郁癥患者雙側島葉的灰質體積減小，且灰質體積值與患病程度及病程呈負相關[14]。在本研究中，抑郁患者表現為右側島葉的灰質體積減小，右側島葉在之前的研究中被認為參與交感神經的調控，其損傷將會使交感系統受到影響，引起意志行動力及變態反應方面的異常等[12]。在現有研究中，抑郁癥患者枕葉灰質體積改變這一研究結果尚較少提及，這可能與不同研究所選取的樣本及樣本量不同有關。枕葉作為視覺皮質中樞，當局部病損時，不僅會出現視覺障礙，也會出現運動障礙及記憶缺陷等。因此也不能否認枕葉在抑郁癥發生發展過程中的作用。本研究納入的樣本量偏少，且年齡跨度大，在后續的研究中我們將進一步改進，以期實現對抑郁癥個體的影像學診斷。