双相障碍抑郁相患者静息态脑功能磁共振局部一致性的研究

姜晓薇，周千，汤艳清，王菲

（中国医科大学附属第一医院1.放射科脑功能研究室；2.精神医学科，沈阳 110001）

·论著·

双相障碍抑郁相患者静息态脑功能磁共振局部一致性的研究

姜晓薇1，周千2，汤艳清2，王菲2

（中国医科大学附属第一医院1.放射科脑功能研究室；2.精神医学科，沈阳 110001）

目的对处于抑郁相的双相障碍患者静息态脑功能的异常变化进行研究，探求双相障碍患者抑郁相的病理生理机制。方法利用静息态功能磁共振局部一致性（ReHo）方法，比较24例处于抑郁相的双相障碍患者和28例健康对照的大脑静息态功能磁共振数据。结果处于抑郁相的双相障碍患者双侧额上回、双侧额中回、双侧内侧前额叶、双侧补充运动区、左侧中央旁小叶及左侧中央前回的ReHo值高于健康对照组，且差异有统计学意义（P＜0.001）。结论处于抑郁相的双相障碍患者双侧额上回、双侧额中回、双侧内侧前额叶、双侧补充运动区、左侧中央旁小叶及左侧中央前回的脑功能存在异常，这些脑区的异常功能可能与双相障碍抑郁相的病理生理机制有关。

双相障碍；抑郁相；静息状态；功能磁共振；局部一致性

双相障碍（bipolar disorder，BD）以反复发作的躁狂和抑郁症状以及混合发作为特点。BD患者病程中处于抑郁相的时间较长［1，2］，首次就诊时易被诊断为抑郁障碍［3］，这就意味着处于抑郁相的BD患者可能经历误诊、药物使用不当等不良后果，因此找到BD抑郁相的生物学标记尤为重要。虽然有磁共振研究发现BD抑郁相患者在前额叶、边缘系统、皮质运动区、顶叶等脑区的自发神经活动或灰质密度异常［4～6］，但国内研究数量较少，且结果不一。静息态功能磁共振具有操作简单、患者能较好地配合等优点，已被广泛的应用于精神疾病的研究中。局部一致性（regional homogeneity，ReHo）［7］是静息态功能磁共振分析方法中较为常用的一种方法，可用于反应大脑神经功能状况。本研究利用静息态功能磁共振技术ReHo方法对BD抑郁相的患者进行研究，以期为BD抑郁相的病理生理机制提供研究基础。

1　材料与方法

1.1研究对象

BD患者来自于中国医科大学附属第一医院精神医学科门诊和沈阳市精神卫生中心门诊或病房。入组标准：（1）年龄13～50岁；（2）满足《美国精神障碍诊断与统计手册第四版》（diagnostic and statistical manual of mental disorders，fourth edition，DSM-Ⅳ）（年龄≥18岁）或学龄儿童情感障碍和精神分裂症问卷（The schedule for affective disorders and schizophrenia for school-age children-present and lifetime version，K-SADS-PL）（年龄＜18岁）关于BDⅠ型，最近发作为抑郁的诊断标准；（3）右利手。最终有24例BD患者满足入组标准（BD组），且大脑磁共振数据可用于图像处理和统计分析。

健康对照（healthy control，HC）组通过广告招募。入组标准：（1）年龄13～50岁；（2）既往及目前无精神疾病；（3）无精神疾病家族史或精神疾病病史；（4）既往及目前未使用过任何精神科药物；（5）无神经系统疾病或能引起神经系统损伤的疾病；（6）右利手。最终有28例满足入组标准，且大脑磁共振数据可用于图像处理和统计分析。

所有受试者均由2名临床经验丰富的副高职称以上医生应用DSM-Ⅳ-TR轴Ⅰ障碍定式临床检查（患者版）或K-SADS-PL进行诊断评估、确认诊断，应用17项汉密尔顿抑郁量表（hamilton depression scale，HAMD-17）及杨氏躁狂量表（young manic rating scale，YMRS）进行症状严重程度的评估，应用家族史调查表评定受试者的精神疾病家族史，应用MRI安全性问卷评价受试者进行磁共振检查的安全水平，保障受试者的人身安全。

本研究获得中国医科大学伦理委员会批准，并且所有受试者均在研究前被详细告知研究目的、方法，参加此项研究可能的风险和不适，所有受试者均自愿参加本研究，并于磁共振扫描前签署知情同意书。

1.2方法

大脑磁共振扫描在中国医科大学附属第一医院核磁共振中心进行。使用美国通用电器公司（GE）生产的3.0T超导型磁共振扫描仪，嘱受试者在扫描过程中保持清醒，安静平卧，尽量不做任何思维活动。静息状态下功能成像扫描，扫描参数如下：重复时间2 000 ms，回波时间40 ms，矩阵64× 64，视野240 mm×240 mm，层厚3 mm，层间隔0 mm，每个时间点扫描35层，共200个时间点，扫描时间400 s。

磁共振数据的处理包括2部分。（1）在Matlab软件平台上，使用基于SPM8软件的DPARSF软件包［8］对磁共振数据进行预处理。主要处理步骤：①将DICOM格式数据进行数据格式转换；②为了排除受试者适应环境和机器稳定性的影响，去掉前10个时间点，保留静息状态时间序列190个时点的数据；③层间时间差异校正，用来校正图像在获取时间上的差异；④头动校正，用于剔除头平移大于3 mm或旋转大于3°的受试者；⑤空间标准化，将所有受试者的静息态功能磁共振图像标准化到由蒙特利尔神经学研究所（montreal neurological institute，MNI）定义的标准空间［8］（一个体素=3 mm×3 mm×3 mm），便于不同受试者进行统计分析。（2）应用静息态功能磁共振数据处理工具包REST V 1.8［9］处理标准化之后的数据并计算ReHo值。为了减少低频漂移和高频生理性噪声首先进行去线性漂移和滤波（0.01～0.08 Hz）处理，然后计算每个受试者全脑体素的ReHo值，得到每个受试者的统计参数脑ReHo脑图，然后将每个体素的ReHo除以全脑平均ReHo值，将数据标准化到均值为1。最后与一个全宽半高为6 mm× 6 mm×6 mm的高斯核对图像进行平滑处理，提高图像的信噪比，使图像更接近于高斯随机场模型以利于统计分析。

1.3统计学分析

使用SPSS 18.0统计软件处理数据，用χ2检验和独立样本t检验对2组受试者的临床资料进行统计分析。应用REST软件对BD组及HC组的ReHo脑图进行2组间t检验，P＜0.05为差异有统计学意义，采用AlphaSim校正，基于区域的显著水平设为体素数＞123（本研究采用模板为大脑模板，不包括小脑）。应用REST软件提取2组受试者有差异脑区的平均ReHo值，采用SPSS 18.0对2组间的ReHo值进行独立样本t检验。

2　结果

2.1研究对象人口学资料

对BD组和HC组的人口学资料进行比较，结果显示2组受试者在性别、年龄和教育年限上差异均无统计学意义（P＞0.05），HAMD-17量表评分及YMRS量表评分差异有统计学意义（P＜0.001），见表1。

2.2BD组与HC组比较，ReHo值有显著差异的脑区

对全脑的ReHo研究结果表明，BD组患者在双侧额上回、双侧额中回、双侧内侧前额叶、双侧补充运动区、左侧中央旁小叶及左侧中央前回的ReHo值显著高于HC组。见表2、图1。

3　讨论

本研究发现BD抑郁相患者存在双侧额上回及双侧额中回的ReHo值增高，额上回和额中回组成背外侧前额叶，该脑区主要与执行功能如工作记忆、认知灵活性及抽象推理等有关［10］。本研究结果提示双侧背外侧前额叶功能异常可能与BD抑郁相患者工作记忆损害有关。此外，背外侧前额叶脑区的功能异常在BD患者［11，12］和抑郁障碍患者［13，14］中较多见，1项直接比较BD抑郁相和抑郁障碍患者背外侧前额叶体积的研究［15］发现2种疾病在该脑区的体积无统计学差异。综上所述，背外侧前额叶脑区可能与BD抑郁相和抑郁障碍共同发病机制有关。应用功能连接方法的静息态磁共振研究［16，17］发现BD患者背外侧前额叶与内侧前额叶的功能连接减弱，未用药的BD抑郁相患者的双侧内侧前额叶之间存在功能连接减低，本研究发现BD抑郁相患者背外侧前额叶和内侧前额叶均表现出神经活动的ReHo异常，由此本研究推测这可能是脑区间功能连接异常的原因之一。1项对处于抑郁相的儿童BD的研究［18］发现患者内侧前额叶ReHo值减低，而本研究发现处于13～50岁的人群在内侧前额叶存在ReHo值增高，不一致的研究结果可能与研究对象所处年龄段不同有关。

表1　研究对象一般资料Tab.1　Demographics o f subjects

表1　研究对象一般资料Tab.1　Demographics o f subjects

Item　n　Age（year）　Gender（male/female）　Education（year）　HAMD-17 score　YMRS score　Medicine（Y/N）HC group　28　26.536±8.487　12/16　13.929±2.308　0.571±0.959　0.107±0.416　-BD group　24　26.875±9.405　11/13　12.625±2.732　15.375±9.216　5.250±9.00　15/9 t/χ2　-　0.275　0.46　1.814　25.798　24.744　-P -0.892　0.829　0.068　＜0.001　＜0.001　-

图1　 BD与HC比较ReHo值有显著差异的脑区Fig.1　Com parison of ReHo value between BD group and HC group

表2　BD组与HC组比较ReHo值有显著差异的脑区Tab.2　Com parison of ReHo value between BD group and HC group

本研究发现BD组患者双侧补充运动区、左侧中央旁小叶及左侧中央前回的ReHo值高于HC组，补充运动区、中央旁小叶、中央前回都属于皮质运动区。静息态功能磁共振研究［5］发现，与HC组相比，BD抑郁相患者在皮质运动区等脑区的自发神经活动异常，这与本研究结果是一致的。另一项同样应用ReHo方法的静息态功能磁共振研究［19］结果则与本研究不同，该研究发现BD抑郁相患者在右侧中央前回的ReHo值较HC组减低。以上研究的受试者年龄在18～55岁，并未包括18岁以下患者，这可能是该研究与本研究结果不一致的原因。需要日后将受试者分为不同年龄段进行研究以观察年龄因素对BD的脑功能影响并进行验证。

本研究发现BD抑郁相患者在背外侧前额叶、内侧前额叶和皮质运动区的神经ReHo异常，可能为BD抑郁相的病理生理机制提供研究基础，但仍存在一定局限性，即本研究中有部分患者服用了药物，而目前关于药物对磁共振结果的影响尚无统一结论［20，21］，故不能完全排除药物对结果的影响，今后还需要对未用药的BD抑郁相患者进行研究。

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（编辑于溪）

Altered RegionalHom ogeneity in Bipolar Dep ression：AResting-state FunctionalMagnetic Resonance Imaging Study

JIANGXiao-wei1，ZHOUQian2，TANGYan-qing2，WANGFei2
（1.Brain Imaging Center，Department of Radiology，The First Hospital，China Medical University，Shenyang 110001，China；2.Department of Psychiatry，The First Hospital，ChinaMedicalUniversity，Shenyang 110001，China）

ObjectiveTo study the abnormal alteration of regions in bipolar depression patients，so as to investigate its pathophysiologic mechanism.MethodsRegional homogeneity（ReHo）technology of resting-state functional magnetic resonance imaging were used to compare 24 bipolar depression patientsand 28healthy controls.Results Compared to thehealthy controls，thebipolardepression patientsexhibited significantlyhigher ReHo value in the bilateral superior frontal gyrus，the bilateral middle frontal gyrus，the bilateral medial frontal cortex，the bilateral supplementary motor area，the left paracentral lobule and the left precentral gyrus（all P＜0.001）.ConclusionThe abnormal function in the bilateral superior frontal gyrus，the bilateral middle frontal gyrus，the bilateral medial frontal cortex，the bilateral supplementary motor area，the left paracentral lobule and the leftprecentralgyrusmayassociatewith themechanism ofpathophysiology in bipolardepression.

bipolar depression；resting-state；functional magnetic resonance imaging；regional homogeneity

R749.4

A

0258-4646（2016）04-0305-04

10.12007/j.issn.0258-4646.2016.04.005

国家自然科学基金（81271499）

姜晓薇（1987-），女，研究实习员，硕士.

王菲，E-mail：fei.wang@yale.edu

2015-10-12

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