肝郁證患者局部腦區神經活動變化靜息態功能磁共振成像研究

李大年，鄭燕婷，劉玉潔，于征淼，彭皓均，皮立宏，林長峰，邱士軍，崔英

臨床研究

肝郁證患者局部腦區神經活動變化靜息態功能磁共振成像研究

李大年1，鄭燕婷1，劉玉潔1，于征淼1，彭皓均1，皮立宏1，林長峰1，邱士軍1，崔英2

1.廣州中醫藥大學第一附屬醫院，廣東 廣州 510405；2.廣州醫科大學附屬第三醫院，廣東 廣州 510150

利用靜息態功能磁共振成像（Rs-fMRI）技術研究肝郁證患者局部腦區神經活動變化規律，為肝郁證患者大腦內在神經機制改變提供影像學依據。選擇肝郁證組（肝郁證患者）及正常對照組（健康受試者）各66例，采集2組Rs-fMRI數據，運用低頻振幅（ALFF）方法進行分析，將肝郁證患者異常腦區的ALFF值與漢密頓抑郁量表（HAMD）評分、病程進行偏相關分析。與正常對照組比較，肝郁證組患者右側梭狀回ALFF值明顯升高；左側島葉，右側額上回、額中回、額下回及左側額上回的ALFF值明顯降低，差異有統計學意義（＜0.01，AlphaSim校正，團塊大小＞19體素）。肝郁證患者右側額中回ALFF值與HAMD評分呈正相關（＝0.351，＝0.005），左側額上回ALFF值與患者病程呈負相關（＝-0.257，＝0.042）。肝郁證患者存在多個腦區ALFF值改變，包括梭狀回、島葉及額葉，顯示出肝郁證患者腦功能內在變化。

肝郁證；靜息態功能磁共振成像；低頻振幅；腦功能成像

肝郁證是指肝失疏泄導致氣機不暢，機體出現情志抑郁。現代醫學抑郁癥屬中醫學“郁證”范疇。其病因病機復雜，與肝臟關系最為密切。中醫學認為，肝郁為抑郁癥的核心病機，肝失疏泄，氣郁而生，患者可表現為情緒抑郁、善太息等。臨床上通過四診合參的方法診斷肝郁證具有主觀性，缺乏客觀及量化指標。靜息態功能磁共振成像（Rs-fMRI）技術具無創、非侵入、可定量特點，操作簡便，能揭示人腦細微功能變化，目前已廣泛應用于抑郁癥研究[1]。筆者從局部腦功能角度出發，探索肝郁證患者大腦功能改變的特異模式，為其大腦內在神經機制改變提供影像學依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2020年6月－2021年6月廣州中醫藥大學第一附屬醫院住院部及心理門診肝郁證患者（肝郁證組）66例，同期公開招募健康受試者（正常對照組）66例。受試者均為右利手。本研究經廣州中醫藥大學第一附屬醫院倫理委員會審批（K[2020]034）。檢查前均被詳細告知研究內容和方法，受試者均自愿參加本研究并簽署知情同意書。

1.2 診斷標準

中醫辨證標準：參考《中醫內科常見病診療指南·中醫病證部分》[2]制定肝郁證辨證標準。

西醫診斷標準：參照美國精神醫學學會《精神障礙診斷與統計手冊》第5版[3]制定抑郁癥診斷標準。

1.3 納入標準

肝郁證患者：①符合上述中醫辨證標準及西醫診斷標準；②17項漢密頓抑郁量表（HAMD）[4]評分＞17分；③首次發病，未接受過抗抑郁藥物治療；④年齡18～55歲。

健康受試者：①同期性別、年齡、教育程度與肝郁證患者相匹配的正常人；②HAMD評分＜7分。

1.4 排除標準

①有嚴重心、肝、腎等重大疾病史；②常規MRI檢查提示有陽性結果；③妊娠試驗陽性；④有神經系統疾病、其他心理疾患病史；⑤有酒精依賴和其他藥物依賴史；⑥體內有金屬異物、起搏器等無法完成磁共振掃描者。

1.5 數據采集

采用美國通用公司GE Signa HDxt 3.0T磁共振系統，配標準頭顱8通道線圈。由2名經驗豐富的研究人員完成數據采集。掃描過程中使用泡沫軟墊減少受試者頭動，囑咐其盡量放松、保持清醒并減少大腦系統思考。掃描常規T1WI、T2WI及Flair序列排除腦梗死、腦出血等器質性病變。Rs-fMRI具體參數如下：

靜息態血氧水平依賴功能磁共振成像（BOLD-fMRI）數據采用梯度回波-回波平面脈沖（GRE-EPI）序列，TR＝2 000 ms，TE＝30 ms，層厚＝4 mm，層間距＝0 mm，FOV＝240 mm×240 mm，矩陣＝64×64，翻轉角＝90°，采集250個時間點。

3D T1WI結構像采用3D BRAVO進行采集，TR＝10.4 ms，TE＝4.3 ms，翻轉角＝15°，層厚＝1 mm，層間距＝0 mm，矩陣＝256×256，FOV＝256 mm×256 mm，掃描層數156層。

1.6 數據分析及處理

基于Matlab R2015平臺，采用DPARSF軟件（http://rfmri.org/DPARSF）對受試者磁共振圖像原始數據進行預處理及分析，預處理步驟包括去除前10個時間點、時間層校正、頭動校正、空間標準化、空間平滑，去除線性漂移和帶通濾波，提取頻率為0.01～0.10 Hz信號。其中，頭動校正要求受試者在任何方向上的頭動距離均不超過2 mm或旋轉角度不大于2°，以保證圖像質量。

1.7 統計學方法

2 結果

2.1 2組一般資料比較

肝郁證組平均病程（9.07±11.96）月，HAMD評分（22.30±3.57）分。2組性別、年齡、教育程度比較差異無統計學意義（＞0.05）。見表1。

表1 受試者一般資料2組比較

項目肝郁證組 （66例）正常對照組 （66例）統計值P值 年齡（±s，歲）29.48±9.1229.33±10.12 t＝0.0870.931 性別（例） χ2＝1.1170.379 男4135 女2531 教育程度（±s，年）12.18±3.0912.47±2.53 t＝-0.5860.559

2.2 2組低頻振幅值存在差異的腦區比較

與正常對照組比較，肝郁證組右側梭狀回ALFF值升高，多個腦區ALFF值降低，包括左側島葉，右側額上回、額中回、額下回及左側額上回（＜0.01，AlphaSim校正，團塊大小＞19體素）。見表2、圖1。

2.3 相關性分析

本研究將肝郁證組差異腦區ALFF值與HAMD評分、病程時間進行Spearman偏相關分析，年齡、性別、教育程度作為協變量去除。結果顯示，右側額中回ALFF值與HAMD評分呈正相關（＝0.351，＝0.005），左側額上回ALFF值與病程呈負相關（＝-0.257，＝0.042），見圖2。右側梭狀回（＝0.351，＝0.787）、左側島葉（＝0.012，＝0.926）、右側額下回（＝0.065，＝0.611）、左側額上回（＝0.169，＝0.186）、右側額上回（＝-0.100，＝0.437）均與HADM評分無相關性，右側梭狀回（＝-0.101，＝0.430）、左側島葉（＝0.137，＝0.283）、右側額下回（＝-0.032，＝0.802）、右側額中回（＝-0.249，＝0.050）、右側額上回（＝-0.211，＝0.097）均與病程無相關性。

表2 肝郁證組和正常對照組ALFF值存在差異的腦區比較

腦區體素 數目MNI坐標BA腦區t值 XYZ 肝郁證組較正常對照組增高的腦區 右側梭狀回19548-57-21374.692 肝郁證組較正常對照組降低的腦區 左側島葉 21-3099－-3.274 右側額上回 1993660－-3.145 右側額中回 51273033 9-3.212 右側額下回 31423612－-3.464 左側額上回 43-213042－-4.942

注：“－”表示無數據

注：紅色激活表示肝郁證組高于正常對照組的腦區，藍色激活表示肝郁證組低于正常對照組的腦區，顏色越深表示激活越明顯

圖2 肝郁證組ALFF值存在差異的腦區與HAMD評分及病程時間相關性

3 討論

肝郁證是肝疏泄功能失常導致氣機郁結的一系列證候群。肝柔和而條達，氣機疏泄有序。若肝疏泄功能障礙，氣機升降失常，則導致患者情志不暢，出現抑郁等情緒。根據世界衛生組織報道，全球抑郁癥患者達3.4億人，發病率約6%[5]。研究抑郁癥是重要的社會問題、臨床問題[6]。抑郁癥辨證與肝關系最為密切[7]。“百病皆生于郁……郁而不舒，則皆肝木之病矣”（《醫碥·郁》），肝主疏泄，與情志活動關系密切。歷代醫家將肝氣郁結視為抑郁癥的基本病機。有學者分析了27 509篇相關文獻，發現抑郁癥證候排名首位為肝氣郁結[8]。

磁共振成像可為中醫望診進行有力補充，為臨床醫師提供更多診斷依據。隨著科學技術發展，神經影像成像技術中BOLD-fMRI得到研究者關注。近年來，有研究者運用神經影像成像技術探索肝郁證患者大腦內在的神經機制改變。劉明等[9]利用擴散張量成像方法研究肝氣郁結證患者腦白質特有改變，發現患者雙側頂葉翻轉角較正常人升高，對肝氣郁結證診斷有一定參考價值。劉子旺等[10]采用任務態功能磁共振方法，納入肝氣郁結證患者及正常志愿者各16例，結果提示肝氣郁結證患者聽覺漢字組合工作記憶的腦功能定位在左側額下回、額上回及右側中央前回，揭示了肝氣郁結可導致腦工作記憶功能減退。相較于擴散張量成像，功能磁共振成像更能反映大腦功能細微改變，較結構像的改變更為敏感。此外，任務態功能磁共振成像反映的是執行特定任務大腦功能的改變，而Rs-fMRI去除了受試者執行特定任務的個體差異，更能揭示疾病早期功能和解剖上的神經環路關系，臨床適用性更強。Rs-fMRI技術將大腦視作整體，進行全腦功能分析，較針對微觀層面的特定通路研究，更符合中醫整體觀念[11]。目前將Rs-fMRI應用于肝郁證的研究仍然較少，存在樣本量不足等問題。

本研究應用Rs-fMRI技術，從局部腦功能角度探索肝郁證患者神經活動變化的特異模式，為肝郁證患者內在神經機制改變提供影像學依據。作為Rs-fMRI分析的局部指標，ALFF值是在一定頻段時間內計算所有頻率點平均值，可反映大腦不同腦區自發神經活動水平，用以評價靜息狀態下大腦自發活動BOLD信號變化特點，從而揭示疾病內在大腦功能改變機制[12]。本研究顯示，與正常對照組比較，肝郁證組右側梭狀回ALFF值顯著升高；左側島葉，右側額上回、額中回、額下回及左側額上回ALFF值顯著降低，提示肝郁證對腦網絡的影響體現在右側梭狀回神經元活動增強，而多個腦區表現為神經元興奮性下降，表明肝郁證對腦網絡功能改變是多個腦區神經元活動協同影響的結果。

梭狀回位于顳葉下回的下部，目前梭狀回的功能尚未闡明，研究提示梭狀回主要與視覺加工神經通路相關，還與記憶、認知和情緒加工功能關系密切[13]。有報道，梭狀回作為視覺加工區可能是抑郁癥患者最早的情緒異常區域[14]。Gong等[15]利用Rs-fMRI發現，抑郁癥患者梭狀回功能連接密度下降，提示梭狀回神經活動興奮性增加可能是肝郁證腦功能改變的基礎。我們推測，肝郁證患者日常存在較多負面情緒，對負面情緒的加工可能導致梭狀回自發活動亢進，呈異常激活狀態。此外，額葉作為情感加工和情緒調節的重要腦區，參與了抑郁癥認知障礙及情緒處理過程，是負性情緒反應的關鍵腦區。既往有關抑郁癥研究發現，額葉功能連接和結構均發生改變[16-17]，與本研究結果相符。額葉與邊緣系統關系密切，而邊緣系統是公認的與情感調節密切的腦區。本研究還顯示，肝郁證患者島葉神經元活動性下降，島葉是情緒、感覺整合處理的關鍵腦區，與額葉-邊緣系統存在廣泛功能連接。抑郁癥靜息態功能連接研究顯示，島葉ReHo值和功能連接存在異常[18-19]。提示島葉神經元活動下降可能是肝郁證出現情志抑郁的關鍵腦區。

本研究顯示，肝郁證患者右側額中回ALFF值與HAMD評分呈正相關，左側額上回ALFF值與病程呈負相關。額中回屬前額葉重要腦區，前額葉參與人類高級認知功能的進一步加工，是大腦情緒管理和執行調節的關鍵腦區。額中回還被發現與獎賞相關，抑郁癥患者存在獎賞系統功能障礙[20]。本研究肝郁證患者右側額中回區域的腦功能損傷與疾病嚴重程度呈正相關，我們推測肝郁證患者右側額中回激活的改變可能是情緒低落、行動遲滯、對獎賞行為鈍化的原因之一。額上回與負性信息的認知偏向有關[21]，肝郁證患者左側額上回神經元代謝活動降低，可導致情緒處理能力減弱，且與病程呈負相關，表明肝郁證患者額上回腦功能受損在疾病早期已存在，可能存在代償過程，但還需進一步驗證。

綜上所述，本研究提示肝郁證患者存在右側梭狀回ALFF值升高，左側島葉，右側額上回、額中回、額下回，左側額上回ALFF值下降。這些腦區的神經功能活動異?？赡苁情L期肝氣郁結、情志不舒的大腦內在神經機制改變之一。

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Study on Rs-fMRI for Changes of Neural Activity in Local Brain Regions of Patients with Liver Qi Stagnation Syndrome

LI Danian1, ZHENG Yanting1, LIU Yujie1, YU Zhengmiao1, PENG Haojun1, PI Lihong1,LIN Changfeng1, QIU Shijun1, CUI Ying2

To explore the regional brain activities in patients of liver qi stagnation syndrome by using resting functional magnet resonance imaging (Rs-fMRI); To provide imaging evidence for the changes in the inner neural mechanism of the brain of patients with liver qi stagnation syndrome.Totally 66 cases were in liver qi stagnation syndrome group (liver qi stagnation patients) and 66 cases were in healthy control group (healthy cases). Rs-fMRI data of both groups were collected, and amplitude of low frequency fluctuations (ALFF) method was used for analysis. Partial correlation analysis was performed on the ALFF value of abnormal brain areas, the Hamilton Depression Scale (HAMD) score, and the illness duration of patients with liver qi stagnation syndrome.Compared with healthy control group, liver qi stagnation syndrome group showed increased ALFF values in the right fusiform gyrus while decreased ALFF values in left insula, right superior frontal gyrus, right middle frontal gyrus, right inferior frontal gyrus and left superior frontal gyrus, with statistical significance (<0.01, AlphaSim correction, cluster size >19 voxels). The ALFF values of right middle frontal gyrus were positively correlated with HAMD scores in liver qi stagnation syndrome group (=0.351,=0.005). The ALFF values of left superior frontal gyrus were negatively correlated with illness duration (=-0.257,=0.042).Altered ALFF values exist in several regions of patients with liver qi stagnation syndrome, including fusiform gyrus, insula and frontal lobe, which indicates the inherent neural functional changes in patients with liver qi stagnation syndrome.

liver qi stagnation syndrome; resting functional magnet resonance imaging; amplitude of low-frequency fluctuation; functional brain imaging

R277.79

A

1005-5304(2021)12-0088-05

10.19879/j.cnki.1005-5304.202107291

國家自然科學基金國際（地區）合作與交流項目（81920108019）；廣東省中醫藥局科研項目（20202059）；廣州市科技計劃項目（2018-1002-SF-0442）

崔英，E-mail：zixincuiying@163.com

（2021-07-13）

（修回日期：2021-09-02；編輯：季巍巍）