首發(fā)抑郁癥患者邊緣系統(tǒng)PET-CT葡萄糖代謝水平及磁共振T2值變化研究

藍(lán) 杰，朱 彥，王冬青

（1.丹徒區(qū)第三人民醫(yī)院影像科，江蘇鎮(zhèn)江212003；2.江蘇大學(xué)附屬醫(yī)院影像科，江蘇鎮(zhèn)江212001）

首發(fā)抑郁癥患者邊緣系統(tǒng)PET-CT葡萄糖代謝水平及磁共振T2值變化研究

藍(lán) 杰1，朱 彥2，王冬青2

（1.丹徒區(qū)第三人民醫(yī)院影像科，江蘇鎮(zhèn)江212003；2.江蘇大學(xué)附屬醫(yī)院影像科，江蘇鎮(zhèn)江212001）

目的 探究首發(fā)抑郁癥邊緣系統(tǒng)神經(jīng)細(xì)胞的葡萄糖代謝水平及豫馳時(shí)間（T2）變化情況。方法 采用正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像（PET-CT）掃描及高場MRI（T2WI序列）分別對20例健康受試者（健康組）及20例首發(fā)抑郁癥患者（首發(fā)抑郁組）進(jìn)行檢查，檢測邊緣系統(tǒng)腦區(qū)的最大標(biāo)準(zhǔn)攝取值（SUVmax）及MRIT2值。結(jié)果 與健康組比較，首發(fā)抑郁組患者左側(cè)海馬和左側(cè)杏仁核的SUVmax及T2值均降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），右側(cè)海馬杏仁核的SUVmax及T2值未出現(xiàn)變化，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；與健康組比較，首發(fā)抑郁組患者左側(cè)前扣帶回的SUVmax升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），右側(cè)前扣帶回的SUVmax及T2值未見變化，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。結(jié)論 首發(fā)抑郁癥患者的邊緣系統(tǒng)神經(jīng)細(xì)胞受損體現(xiàn)在神經(jīng)細(xì)胞的數(shù)目、完整性及對能量的攝取利用上，這些損害是抑郁癥發(fā)生發(fā)展的一個(gè)重要機(jī)制。

抑郁癥； 腦/解剖學(xué)和組織學(xué)； 體層攝影術(shù)，發(fā)射型計(jì)算機(jī)； 邊緣系統(tǒng)； 葡萄糖，代謝； 病例對照研究

抑郁癥是較為常見的一種精神類疾病，嚴(yán)重影響人們的正常生活及社交，癥狀較重者有自殺傾向。首發(fā)抑郁癥患者因?yàn)槌醮伟l(fā)病，且未經(jīng)治療或復(fù)發(fā)，較其他類型抑郁癥有更好的機(jī)制研究性。廣泛研究表明，首發(fā)抑郁癥與情感調(diào)節(jié)的重要系統(tǒng)——邊緣系統(tǒng)的神經(jīng)細(xì)胞功能損害有關(guān)，其損害不僅僅是神經(jīng)細(xì)胞數(shù)目與完整性的缺失，也包括完整的神經(jīng)細(xì)胞對能量攝取利用的功能改變。以往的臨床研究很難對這些改變有客觀的數(shù)據(jù)研究及合適的觀察手段。本研究通過先進(jìn)的正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像（PET-CT）及高場MRI設(shè)備對邊緣系統(tǒng)腦區(qū)分別進(jìn)行葡萄糖代謝水平、神經(jīng)細(xì)胞數(shù)目及完整性檢測，客觀地取得大腦邊緣系統(tǒng)神經(jīng)細(xì)胞功能變化的基本資料，為首發(fā)抑郁癥患者的臨床研究及診治提供幫助。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2011年4月至2014年4月江蘇省鎮(zhèn)江市丹徒區(qū)第三人民醫(yī)院及江蘇大學(xué)附屬醫(yī)院精神科門診抑郁癥患者的臨床資料，根據(jù)漢米爾頓抑郁量表評分選擇首發(fā)抑郁癥患者20例作為首發(fā)抑郁組，均未經(jīng)過抗抑郁藥物干預(yù)及電休克治療。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）其他精神障礙或藥物依賴；（2）患有嚴(yán)重的軀體疾病或有嚴(yán)重藥物過敏史；（3）曾患腦部器質(zhì)性疾病或其他可能影響腦部結(jié)構(gòu)與功能的疾?。唬?）近期使用影響腦血管功能藥物者。入選的20例患者中男9例，女11例；年齡 16～41歲，平均（27±3）歲；受教育年限9～16年，平均（14±3）年；身高150～179 cm，平均（159±14）cm；體質(zhì)量44～82 kg，平均（61±12）kg；均為右利手。另選擇同期20例健康志愿者作為健康組，均來自于醫(yī)院職工或其家屬，其中男9例，女11例；年齡22～40歲，平均（29±7）歲；受教育年限8～19年，平均（14±2）年；身高158～178 cm，平均（163±24）cm，體質(zhì)量42～82 kg，平均（56±8）kg，均為右利手。兩組性別、年齡、身高等一般資料比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，全部受試者對本研究項(xiàng)目知情，并簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 PET-CT掃描檢查 受試者檢查前24 h禁煙酒，12 h內(nèi)禁食，檢查前夜保證充足睡眠，需要服用苯二氮類藥物者前晚8：00之前用藥。顯像方法：每位受檢者靜脈注射18氟-氟代脫氧葡萄糖（18F-FDG）約5mCi（1Ci= 3.7×1010Bq），注射前測量血糖。注射后保持靜息狀態(tài)30min，塞耳、閉眼，以減少聲光刺激。18F-FDG用加拿大EBCO TR19型醫(yī)用回旋加速器制得，合成效率70%，18F-FDG放射化學(xué)純度大于95%。患者保持平靜呼吸，PET顯像采用3D采集模式，1個(gè)窗位，計(jì)15min。經(jīng)衰減校正后行迭代法重建，獲得橫斷、矢狀、冠狀面CT、PET及PET-CT融合圖像，層厚5mm。圖像后處理使用最新的Syngo True D VE12A工作站，所有圖像均由2～3位有經(jīng)驗(yàn)的影像醫(yī)生共同閱片，對18F-FDG PET-CT顯像結(jié)果進(jìn)行分析，仔細(xì)觀察解剖結(jié)構(gòu)，在橫斷面上選取邊緣系統(tǒng)主要腦區(qū)結(jié)構(gòu)（主要包括海馬、杏仁核及前扣帶回），勾勒感興趣區(qū)（ROI），直徑范圍5～10mm，得出最大標(biāo)準(zhǔn)攝取值（SUVmax）。所有數(shù)據(jù)統(tǒng)一光盤儲(chǔ)存，以便同一時(shí)間進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)。

1.2.2 高場MRI掃描檢查 受試者由專業(yè)醫(yī)護(hù)人員對其進(jìn)行檢查前的解釋及情緒安撫工作，并讓其靜坐休息30min，強(qiáng)調(diào)檢查時(shí)嚴(yán)格遵守檢查技師的囑咐和要求。采用SiemensMagnetom Trio Tim 3.0T高場磁共振成像系統(tǒng)及8通道頭顱專用線圈對受試者進(jìn)行掃描。定位于正中矢狀面，作平行于腦干長軸的冠狀斜切面掃描。采用T2WI序列掃描，掃描參數(shù)：TR 3500ms，TE 135ms，激勵(lì)次數(shù)（NEX）2，視野（FOV）230mm×230mm，矩陣256×192，層厚1.0mm，無間隔。掃描數(shù)據(jù)經(jīng)收集后存入光盤，以備在工作站中進(jìn)行統(tǒng)一處理，處理過程中利用隨機(jī)LEONARDO程序進(jìn)行基線、相位校正，并在邊緣系統(tǒng)主要腦區(qū)勾勒ROI，由2～3位有經(jīng)驗(yàn)的影像醫(yī)生共同測量其內(nèi)平均豫弛時(shí)間（T2值）。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 測得數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布，應(yīng)用Stata 12.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)量資料以±s表示，采用t檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 兩組雙側(cè)海馬SUVmax與T2值比較 與健康組比較，首發(fā)抑郁組患者左側(cè)海馬的SUVmax及T2值均出現(xiàn)下降，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。右側(cè)海馬的SUVmax及T2值未出現(xiàn)變化，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見表1。

表1 兩組雙側(cè)海馬SUVmax與T2值比較（±s）

表1 兩組雙側(cè)海馬SUVmax與T2值比較（±s）

注：-表示無此項(xiàng)。

組別n SUVmax值左側(cè)海馬 右側(cè)海馬T2值（ms）左側(cè)海馬 右側(cè)海馬健康組首發(fā)抑郁組27.7±1.9 28.1±1.5 0.7＞0.05 20 20 t P --2.8±0.6 2.3±0.5 2.9＜0.05 2.8±0.6 2.7±0.2 1.0＞0.05 28.0±2.5 24.4±1.7 5.3＜0.05

2.2 兩組雙側(cè)杏仁核的SUVmax與T2值比較 與健康組比較，首發(fā)抑郁組患者左側(cè)杏仁核的SUVmax及T2值均下降，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。右側(cè)杏仁核的SUVmax及T2值未出現(xiàn)變化，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見表2。

表2 兩組雙側(cè)杏仁核SUVmax與T2值比較（±s）

表2 兩組雙側(cè)杏仁核SUVmax與T2值比較（±s）

注：-表示無此項(xiàng)。

組別n SUVmax值左側(cè)杏仁核 右側(cè)杏仁核T2值（ms）左側(cè)杏仁核 右側(cè)杏仁核健康組首發(fā)抑郁組28.5±1.7 27.6±1.9 1.6＞0.05 20 20 t P --2.9±0.4 2.2±0.6 4.3＜0.05 3.1±0.6 2.9±0.3 1.3＞0.05 30.4±1.8 25.6±2.0 8.0＜0.05

2.3 兩組雙側(cè)前扣帶回的SUVmax與T2值比較 相對于健康組，首發(fā)抑郁組患者左側(cè)前扣帶回的SUVmax升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。左側(cè)前扣帶回的T2值未變化，右側(cè)前扣帶回的SUVmax及T2值未出現(xiàn)變化，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見表3。

表3 兩組雙側(cè)前扣帶回SUVmax與T2值比較（±s）

表3 兩組雙側(cè)前扣帶回SUVmax與T2值比較（±s）

注：-表示無此項(xiàng)。

組別n SUVmax值左側(cè)前扣帶回 右側(cè)前扣帶回T2值（ms）左側(cè)前扣帶回 右側(cè)前扣帶回健康組首發(fā)抑郁組t P 2.2±0.6 2.1±0.8 0.45＞0.05 20 20 --2.4±0.2 2.8±0.7 2.5＜0.05 25.5±1.5 24.8±2.1 1.2＞0.05 26.7±1.7 25.8±1.9 1.6＞0.05

3 討 論

3.1 PET-CT與高場MRI結(jié)合研究抑郁癥的優(yōu)勢 抑郁癥已成為如今發(fā)病率較高的精神疾病之一，其臨床表現(xiàn)以持續(xù)性的情緒低落、興趣減低為主要癥狀[1]，診斷手段較為單一主觀。抑郁癥發(fā)病機(jī)制雖尚未明了，但大腦邊緣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能異常是公認(rèn)的疾病發(fā)生的一個(gè)重要環(huán)節(jié)[2]，包括各腦區(qū)核團(tuán)的形態(tài)異常、細(xì)胞代謝功能的異常及腦區(qū)之間的鏈接異常。如今研究抑郁癥患者腦結(jié)構(gòu)與功能變化的手段較多，但均存在一定的劣勢。高分辨率PET-CT能夠清晰顯示出大腦各核團(tuán)及重要聯(lián)絡(luò)腦區(qū)形態(tài)，能夠從分子影像水平對抑郁癥的腦結(jié)構(gòu)及功能進(jìn)行研究[3]。高場MRI的T2值測量也是從分子層面對邊緣系統(tǒng)腦區(qū)的神經(jīng)細(xì)胞數(shù)目及完整性進(jìn)行觀察[4]。將2種方法結(jié)合起來研究，能夠彌補(bǔ)影像研究方法中手段單一的不足，能夠分別以神經(jīng)細(xì)胞的數(shù)目、完整性及神經(jīng)細(xì)胞的功能代謝為出發(fā)點(diǎn)，取長補(bǔ)短，共同研究抑郁癥患者邊緣系統(tǒng)的影像學(xué)表現(xiàn)異常并探討可能的機(jī)制。

3.2 PET-CTSUVmax變化的意義 本研究發(fā)現(xiàn)，在所選擇的邊緣系統(tǒng)中，首發(fā)抑郁組患者左側(cè)海馬、左側(cè)杏仁核的SUVmax出現(xiàn)了降低，而左側(cè)扣帶回的SUVmax則出現(xiàn)升高。SUV值代表著該細(xì)胞組織對葡萄糖的攝取量[5-6]，即對能量的運(yùn)用能力，一般在細(xì)胞興奮或激活狀態(tài)下有明顯升高。本組PET-CT結(jié)果提示，邊緣系統(tǒng)各個(gè)腦神經(jīng)區(qū)細(xì)胞的葡萄糖攝取出現(xiàn)了異常，表明所選ROI的神經(jīng)細(xì)胞在功能上出現(xiàn)了紊亂。左側(cè)海馬及左側(cè)杏仁核的神經(jīng)細(xì)胞對能量的利用出現(xiàn)了降低，神經(jīng)活動(dòng)隨即降低，包括細(xì)胞的新陳代謝，對遞質(zhì)的攝取、運(yùn)輸及信息的傳遞[7]。這些改變影響了海馬及杏仁核的情感調(diào)節(jié)功能及與其相應(yīng)聯(lián)絡(luò)腦區(qū)的聯(lián)系活性，使情感調(diào)節(jié)能力下降，神經(jīng)細(xì)胞對能量的攝取降低同樣也導(dǎo)致了細(xì)胞本身的活性降低、代謝緩慢，從而引起抑郁癥患者對事物興趣的減低及學(xué)習(xí)記憶能力的下降，出現(xiàn)消極、健忘及自殺傾向等臨床癥狀[8]。而對于左側(cè)扣帶回的SUVmax升高，作者認(rèn)為與邊緣系統(tǒng)各腦區(qū)對情感調(diào)節(jié)能力的代償有關(guān)，扣帶回具有對其他邊緣系統(tǒng)核團(tuán)功能損失的一種代償、支持作用。由于多個(gè)研究已證實(shí)大腦功能存在著優(yōu)勢半球[9]，故本研究發(fā)現(xiàn)的變化多出自于左側(cè)大腦半球。

3.3 高場MRI中T2值變化的意義 T2值降低在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中代表著神經(jīng)細(xì)胞含水量減少及鐵沉積增多，細(xì)胞的壞死形成其內(nèi)鐵元素的釋放及沉積，同時(shí)細(xì)胞的枯萎凋亡引起腦區(qū)含水量的下降，側(cè)面反映了正常神經(jīng)細(xì)胞的數(shù)目及完整性[10]。本研究結(jié)果顯示，所測邊緣系統(tǒng)中只有左側(cè)海馬及左側(cè)杏仁核的T2值出現(xiàn)了明顯降低，其他腦區(qū)未出現(xiàn)明顯變化，揭示在首發(fā)抑郁癥發(fā)病中，左側(cè)海馬及左側(cè)杏仁核的神經(jīng)細(xì)胞出現(xiàn)了數(shù)目減少及完整性缺失，這些細(xì)胞的凋亡及損害導(dǎo)致該功能腦區(qū)的調(diào)節(jié)障礙[11]。海馬及杏仁核屬于邊緣系統(tǒng)對情感調(diào)節(jié)過程中最核心的部分，其神經(jīng)細(xì)胞損害成為邊緣系統(tǒng)功能異常的一個(gè)重要因素。由于扣帶回一定的代償功能，在早期首發(fā)抑郁癥中，其內(nèi)的神經(jīng)細(xì)胞功能變化不太明顯，隨著抑郁癥的加重或復(fù)發(fā)，扣帶回神經(jīng)細(xì)胞的形態(tài)功能或許會(huì)存在較大改變，需要進(jìn)一步地對各種其他類型抑郁癥進(jìn)行比較研究。

結(jié)合PET-CTSUVmax及MRI中T2值變化來看，通過這些數(shù)據(jù)對首發(fā)抑郁癥進(jìn)行一定程度的影像學(xué)診斷，可為臨床診斷提供一個(gè)新穎的、可靠的技術(shù)手段。研究結(jié)果同時(shí)提示，在抑郁癥的發(fā)病機(jī)制中，邊緣系統(tǒng)的左側(cè)海馬及左側(cè)杏仁核神經(jīng)細(xì)胞不僅出現(xiàn)數(shù)目及完整性的降低，同時(shí)也出現(xiàn)了對能量運(yùn)用的障礙[12]，這個(gè)過程是彼此相疊的，容易加劇抑郁癥的發(fā)展。

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PET-CT glucosemetabolism level and magnetic resonance T2 values changes in the limbic system of first-episode depression patients

Lan Jie1，Zhu Yan2，Wang Dongqing2
（1.DepartmentofMedical Imaging，Dantu DistrictNo.3 People′s Hospital，Zhenjiang，Jiangsu 212003，China；2.Department of Medical Imaging，the Affiliated Hospital of Jiangsu University，Zhenjiang，Jiangsu 212001，China）

Objective To study the first-episode depression limbic system changesofglucosemetabolism ofnerve cells and T2 signal changes.M ethods Using PET-CT and MRI（T2WIseries）to scan 20 first episode depression patients（the first episode group）and 20 healthy examinees（the healthy group），detecting the SUVmaxand T2 valuesby MRIof the limbic systemrespectively.Results Compared to thehealthy group，the SUVmaxand T2 valuesof lefthippocampusand amygdaloid nucleusof first episode depression patientswas reduced significantly，whose difference had statistical significance（P＜0.05）.The SUVmaxand T2 values of righthippocampus and amygdaloid nucleus had no change.Ithad no statisticalsignificance in difference（P＞0.05）；The SUVmaxvalue of left anterior cingutate of first episode depression patientswas increased，whose difference had statistical signifi cance（P＜0.05）.Therewas no change in the SUVmaxof the rightanterior cingulate cortex or T2 value by MRI.Ithad no statistical significance in difference（P＞0.05）.Conclusion The nerve cells in limbic system of the first-episode depression patients have been damaged，reflecting in number，integrity of nerve cells and in take and utilization ofenergy.These damage become an importantmechanism of the developmentin depression.

Depressive disorder； Brain/anatomy&histology； Tomography，X-ray computed； Limbic system；Glucose，metabolism； Case-controlstudies

10.3969/j.issn.1009-5519.2015.09.003

A

1009-5519（2015）09-1287-03

2014-12-05）

藍(lán)杰（1977-），男，江蘇鎮(zhèn)江人，主治醫(yī)師，主要從事中樞影像診斷工作；E-mail：17712823062@189.com。

朱彥（E-mail：salary_hi@126.com）。