軀體形式疼痛障礙患者腦灰質(zhì)體積變化及其與NRS評(píng)分的關(guān)系

毛椿平，黃勁柏，楊濤

(1荊門市第一人民醫(yī)院，湖北荊門448000；2長(zhǎng)江大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，長(zhǎng)江大學(xué)附屬第一醫(yī)院)

?

軀體形式疼痛障礙患者腦灰質(zhì)體積變化及其與NRS評(píng)分的關(guān)系

毛椿平1，黃勁柏2，楊濤2

(1荊門市第一人民醫(yī)院，湖北荊門448000；2長(zhǎng)江大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，長(zhǎng)江大學(xué)附屬第一醫(yī)院)

目的 利用基于頭顱MRI的體素形態(tài)學(xué)分析(VBM)技術(shù)，觀察軀體形式疼痛障礙(SPD)患者腦灰質(zhì)體積改變，并分析其與疼痛程度的關(guān)系。方法 選擇SPD患者10例納入病例組、健康志愿者14例納入對(duì)照組。對(duì)SPD患者進(jìn)行疼痛數(shù)字評(píng)價(jià)量表(NRS)評(píng)分。兩組均行頭顱MRI檢查，高分辨3D T1WI數(shù)據(jù)采集，保存圖像。將兩組頭顱MRI檢查所獲得的所有圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行VBM，測(cè)算全腦體積及灰質(zhì)體積，并獲取兩組灰質(zhì)體積差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的腦區(qū)。采用Pearson相關(guān)分析法分析SPD患者灰質(zhì)體積與NRS評(píng)分的相關(guān)性。結(jié)果 VBM顯示，病例組灰質(zhì)體積大于對(duì)照組(P<0.01)，灰質(zhì)體積增加的區(qū)域主要位于左側(cè)丘腦。病例組左側(cè)丘腦灰質(zhì)體積與NRS評(píng)分無(wú)顯著相關(guān)性(r=0.631，P>0.05)。結(jié)論 SPD患者頭顱MRI VBM顯示腦灰質(zhì)體積增大，主要位于左側(cè)丘腦；腦灰質(zhì)體積改變與疼痛程度無(wú)明顯相關(guān)性。

軀體形式疼痛障礙；核磁共振成像；基于體素形態(tài)學(xué)分析；腦灰質(zhì)體積

軀體形式疼痛障礙(SPD)是一種不能由生理過(guò)程或軀體器質(zhì)性疾病合理解釋的持續(xù)而又嚴(yán)重的疼痛，屬于精神類疾病的范疇[1]。SPD疼痛癥狀的部位、持續(xù)時(shí)間及性質(zhì)常不固定，臨床診斷及治療困難[2]，導(dǎo)致患者轉(zhuǎn)診于臨床各科室，不僅消耗大量的醫(yī)療資源，而且可能導(dǎo)致癥狀加重[3]。目前SPD的病因及發(fā)病機(jī)制還不十分明確，可能與患者人格、心理、家庭及社會(huì)環(huán)境等諸多因素有關(guān)，現(xiàn)有觀點(diǎn)認(rèn)為SPD患者腦部可能存在器質(zhì)性改變，并且與患者臨床癥狀多樣性、病程遷延及藥物療效欠佳等密切相關(guān)。基于頭顱MRI的體素形態(tài)學(xué)分析(VBM)可對(duì)腦結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，能定量測(cè)算出腦灰、白質(zhì)的體積改變，可精準(zhǔn)顯示腦組織形態(tài)學(xué)的微小變化，目前已廣泛應(yīng)用于多種疾病的腦結(jié)構(gòu)研究中。本研究采用VBM技術(shù)觀察SPD患者腦灰質(zhì)體積改變，并分析其與疼痛程度的關(guān)系，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 SPD患者10例(病例組)，男5例、女5例，年齡23～68歲，受教育年限為0～16年。采用疼痛數(shù)字評(píng)價(jià)量表(NRS)對(duì)病例組的疼痛程度進(jìn)行評(píng)分，NRS評(píng)分為4～8分。SPD的診斷標(biāo)準(zhǔn)：①持續(xù)、嚴(yán)重的疼痛，不能用生理過(guò)程或軀體疾病做出合理解釋；②情感沖突或心理社會(huì)問(wèn)題直接導(dǎo)致疼痛的發(fā)生；③病程持續(xù)6個(gè)月以上。排除標(biāo)準(zhǔn)：①檢查出相關(guān)軀體疾病與疼痛者；②有任何精神神經(jīng)系統(tǒng)病史及家族病史者，如精神分裂癥或相關(guān)障礙、抑郁癥、情感性精神障礙、疑病癥等；③具有心肝腎等臟器嚴(yán)重軀體疾病、妊娠或哺乳期婦女及兩個(gè)月內(nèi)接受過(guò)抗抑郁藥物、rTMS或電休克治療的患者；④有藥物或酒精依賴者；⑤近期有中風(fēng)病史者；⑥常規(guī)頭顱MRI掃描頭顱發(fā)現(xiàn)明顯異常者。納入14例與病例組年齡、性別及受教育程度相匹配的健康自愿者做為對(duì)照組，男7例、女7例，年齡24～65歲，受教育年限為6～20年，均無(wú)明顯顱內(nèi)病灶及結(jié)構(gòu)異常，無(wú)疼痛及精神神經(jīng)癥狀。所有受試者均為右利手。病例組與對(duì)照組性別、年齡、受教育程度等資料具有可比性。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，受試者均被告知研究?jī)?nèi)容，并簽署知情同意書(shū)。

1.2 頭顱MRI檢查 病例組與對(duì)照組采用相同的頭顱MRI檢查方法。采用Philips Achieva 3.0T磁共振掃描儀，16通道正交頭部線圈。所有受試者用配套的泡沫墊固定頭部以減少頭動(dòng)，用棉球塞住雙耳以減少噪音干擾。先進(jìn)行定位像掃描，然后進(jìn)行液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)(FLAIR)序列像掃描；對(duì)頭顱未發(fā)現(xiàn)異常病變者，行快速場(chǎng)回波序列(FFE)高分辨3D T1WI結(jié)構(gòu)像采集，掃描參數(shù)為TR 10 ms、TE 4 ms、翻轉(zhuǎn)角7°、視野(FOV)256 mm×256 mm、層間距0 mm、層數(shù)為188層，掃描范圍為全腦，掃描定位線平行于前后聯(lián)合線，掃描時(shí)間5 min 28 s。MRI掃描數(shù)據(jù)以DICOM格式保存。

1.3 VBM分析測(cè)算全腦體積和腦灰質(zhì)體積 頭顱MRI檢查所獲得的所有圖像數(shù)據(jù)采用SPM8軟件的VBM8模塊進(jìn)行處理，主要步驟包括：①格式轉(zhuǎn)換，將所有被試DICOM圖像格式轉(zhuǎn)換為NIFTI格式，并在進(jìn)一步分析前對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行檢查；②空間標(biāo)準(zhǔn)化，將原始圖像標(biāo)準(zhǔn)化到蒙特利爾神經(jīng)科學(xué)研究所制作的標(biāo)準(zhǔn)空間；③圖像分割，將標(biāo)準(zhǔn)化后的腦組織分割為灰質(zhì)、白質(zhì)和腦脊液；④調(diào)整，對(duì)灰質(zhì)圖像進(jìn)行非線性校正；⑤平滑，將分割后的灰質(zhì)圖像采用8 mm全高半寬的高斯平滑核進(jìn)行空間平滑。將所有圖像數(shù)據(jù)處理后得到的全腦體積及灰質(zhì)體積進(jìn)行后續(xù)分析。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 兩組比較采用雙樣本t檢驗(yàn)，經(jīng)Alpha-sim校正后，P<0.001且簇>74個(gè)體素認(rèn)為具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，將具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的體素疊加于3D T1WI上生成偽彩圖，經(jīng)REST軟件顯示。灰質(zhì)體積改變與NRS評(píng)分的相關(guān)性采用Pearson相關(guān)性分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組全腦體積、灰質(zhì)體積比較 病例組、對(duì)照組全腦體積分別為(1 488.62±76.50)、(1 437.46±104.33)mL，病例組、對(duì)照組灰質(zhì)體積分別為(822.87±44.91)、(768.76±32.54)mL。兩組全腦體積差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。病例組灰質(zhì)體積大于對(duì)照組(P<0.01)。見(jiàn)圖1、2。

2.2 病例組左側(cè)丘腦灰質(zhì)體積與NRS評(píng)分的相關(guān)性 病例組左側(cè)丘腦灰質(zhì)體積與NRS評(píng)分無(wú)顯著相關(guān)性(r=0.631，P>0.05)。

3 討論

VBM自2000年由Ashburner等[4]提出后，已逐漸成為MRI在腦形態(tài)學(xué)測(cè)量方面的主要研究方法。VBM測(cè)量以體素為基礎(chǔ)，通過(guò)后處理軟件對(duì)磁共振3D T1WI結(jié)構(gòu)像進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，能定量測(cè)算局部腦灰質(zhì)和白質(zhì)的體積變化，且有較強(qiáng)的客觀性，從而被廣泛應(yīng)用于多種神經(jīng)精神疾病導(dǎo)致的腦形態(tài)學(xué)研究[5，6]。

SPD是一種神經(jīng)精神類疾病，情緒沖突或心理社會(huì)問(wèn)題可以直接導(dǎo)致疼痛的發(fā)生，臨床檢查常不能發(fā)現(xiàn)與相應(yīng)主訴有關(guān)的軀體器質(zhì)性病變，病程常遷延并持續(xù)6個(gè)月以上[7，8]。SPD的發(fā)病可能與遺傳因素、人格基礎(chǔ)、生理因素、心理因素、社會(huì)因素及家庭環(huán)境等諸多因素有關(guān)[9，10]，臨床可表現(xiàn)為胸痛、頭頸痛、腰背痛、腹痛等，且疼痛的部位、程度及性質(zhì)常不固定，臨床上運(yùn)用常規(guī)的鎮(zhèn)痛劑、鎮(zhèn)靜劑治療效果不佳，抗抑郁藥也無(wú)法完全緩解。SPD的病因及發(fā)病機(jī)制尚未明確，診斷和治療均較困難。研究SPD患者腦結(jié)構(gòu)和功能變化對(duì)于闡明SPD發(fā)病機(jī)制有重要價(jià)值。

注：兩組灰質(zhì)體積差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的結(jié)果顯示于MNI標(biāo)準(zhǔn)空間，腦切面圖中的點(diǎn)狀色塊代表病例組較對(duì)照組灰質(zhì)體積增加的區(qū)域，主要為左側(cè)丘腦。

圖1 兩組灰質(zhì)體積差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的腦區(qū)示意圖(橫軸位)

注：腦切面圖像中的點(diǎn)狀色塊代表病例組較對(duì)照組灰質(zhì)體積增加的區(qū)域。

圖2 兩組灰質(zhì)體積差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的腦區(qū)示意圖(多平面重組及3D顯示)

目前僅有少量關(guān)于SPD患者腦功能和結(jié)構(gòu)的研究報(bào)道，且研究結(jié)果并不一致。有學(xué)者[11，12]研究發(fā)現(xiàn)SPD患者雙側(cè)尾狀核體積明顯增大，推測(cè)其可能是基底神經(jīng)節(jié)腦神經(jīng)激活增強(qiáng)的解剖基礎(chǔ)。Stouter等[13]通過(guò)任務(wù)態(tài)fMRI研究發(fā)現(xiàn)SPD的疼痛處理相關(guān)腦區(qū)(如丘腦、基底神經(jīng)節(jié)、島葉被蓋區(qū)皮質(zhì)等)表現(xiàn)出神經(jīng)激活增強(qiáng)，并推測(cè)可能是患者應(yīng)激管理系統(tǒng)紊亂所致。Yoshino等[14]通過(guò)基于靜息態(tài)fMRI的ReHo分析發(fā)現(xiàn)，SPD患者左側(cè)中央前回ReHo值增高，提示該區(qū)域可能存在特定的病理生理學(xué)機(jī)制。Otti等[15]通過(guò)靜息態(tài)fMRI功能連接研究發(fā)現(xiàn)，SPD患者的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)動(dòng)感覺(jué)網(wǎng)絡(luò)存在異常功能連接，提示可能存在皮質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的自身調(diào)節(jié)和內(nèi)在心理調(diào)試過(guò)程。本研究通過(guò)VBM發(fā)現(xiàn)SPD患者左側(cè)丘腦灰質(zhì)體積改變，較對(duì)照組增大，證實(shí)了SPD患者存在腦灰質(zhì)結(jié)構(gòu)異常。因腦內(nèi)存在內(nèi)、外側(cè)痛覺(jué)系統(tǒng)兩條平行上傳的通路，內(nèi)側(cè)痛覺(jué)系統(tǒng)主要傳遞疼痛的情緒成分，外側(cè)痛覺(jué)系統(tǒng)主要傳遞疼痛的感覺(jué)辨別成分[16]，而丘腦的背內(nèi)側(cè)核和外側(cè)核分別屬于這兩個(gè)系統(tǒng)[17]，故推測(cè)SPD患者左側(cè)丘腦灰質(zhì)體積改變可能與疼痛傳遞有關(guān)。根據(jù)以往研究發(fā)現(xiàn)，SPD作為神經(jīng)癥的一種，其疼痛與內(nèi)、外側(cè)痛覺(jué)系統(tǒng)有關(guān)，其中內(nèi)側(cè)痛覺(jué)系統(tǒng)起主要作用。本研究發(fā)現(xiàn)在SPD患者左側(cè)丘腦體積增大的區(qū)域里有一部分體素集中在背內(nèi)側(cè)核、小部分體素集中在外側(cè)核群，提示內(nèi)側(cè)痛覺(jué)系統(tǒng)在SPD發(fā)病中起主導(dǎo)作用。另外，有研究[18，19]表明，軀體障礙類疾病常存在與焦慮和抑郁障礙共病現(xiàn)象，兩者相互獨(dú)立又互相影響。左側(cè)背內(nèi)側(cè)核群既屬于內(nèi)側(cè)痛覺(jué)系統(tǒng)，又是察覺(jué)系統(tǒng)的構(gòu)成部分。SPD臨床表現(xiàn)為疼痛的部位、性質(zhì)、持續(xù)時(shí)間不定及存在不同程度的心境障礙，這兩種SPD的臨床特征均可能與左側(cè)丘腦背內(nèi)側(cè)核群體積增大密切相關(guān)。Schmidt-Wilcke等[20]通過(guò)研究慢性疼痛患者發(fā)現(xiàn)其丘腦灰質(zhì)密度較正常人明顯增加，與本研究的推測(cè)互相印證。然而，本研究所得出的結(jié)果主要是左側(cè)丘腦灰質(zhì)體積增大，在其他的痛覺(jué)處理相關(guān)腦區(qū)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)灰質(zhì)體積改變，與國(guó)外前期研究結(jié)果不同，這一方面可能由于納入受試者標(biāo)準(zhǔn)不同導(dǎo)致研究結(jié)果產(chǎn)生偏差，另一方面本研究與國(guó)外前期研究所納入的樣本量均偏小，擬在后期研究中進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量以驗(yàn)證結(jié)果的可靠性。另外，本研究所納入的SPD患者疼痛部位不同(有腹痛、頭痛及頸肩痛等)，未做詳細(xì)分組，可能會(huì)導(dǎo)致結(jié)果差異。

病例組4例為中度疼痛(NRS評(píng)分4～6分)，6例為重度疼痛(NRS評(píng)分7～10分)，通過(guò)Pearson相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)SPD患者左側(cè)丘腦灰質(zhì)體積與NRS評(píng)分無(wú)顯著相關(guān)性。根據(jù)臨床醫(yī)生經(jīng)驗(yàn)，大部分患者描述的實(shí)際情況與疼痛程度不符，可能是由于患者對(duì)疼痛的感覺(jué)辨別能力受到一定影響[21]，而丘腦外側(cè)核群主要傳遞疼痛的感覺(jué)辨別成分，推測(cè)疼痛程度可能與丘腦外側(cè)核群體積增大有一定關(guān)聯(lián)，但由于丘腦外側(cè)核群體素較小，我們并未深入研究，仍有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

[1] 王祖承,廉彤.DSM-5的診斷改變是否合理[J].上海精神醫(yī)學(xué),2011,23(2):128.

[2] Otti A, Guendel H, Henningsen P, et al. Functional network connectivity of pain-related resting state networks in somatoform pain disorder: an exploratory fMRI study[J]. J Psychiatry Neurosci, 2013,38(1):57-65.

[3] Shidhaye R, Mendenhall E, Sumathipala K, et al. Association of somatoform disorders with anxiety and depression in women in low and middle income countries: a systematic review[J]. Int Rev Psychiatry, 2013,25(1):65-76.

[4] Ashburner J, Friston KJ. Voxel-based morphometry-the methods[J]. Neuroimage, 2000,11(6):805-821.

[5] 趙麗梅,付麗媛,吳小偉,等.應(yīng)用基于體素的形態(tài)測(cè)量學(xué)方法研究顳葉癲癇患者腦白質(zhì)體積變化[J].中國(guó)CT和MRI雜志,2017,15(2):17-20.

[6] 黎磊,張華為,胡新宇,等.基于體素的形態(tài)學(xué)測(cè)量與自建模板及微分同胚圖像融合方法對(duì)近期發(fā)病的創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙兒童的腦結(jié)構(gòu)研究[J].中華放射學(xué)雜志,2017,51(3):210-213.

[7] 黃天明,駱艷麗.軀體形式疼痛障礙患者的腦影像學(xué)研究進(jìn)展[J].中國(guó)疼痛醫(yī)學(xué)雜志,2014,20(11):810-813.

[8] 劉軍,李幼輝.持續(xù)性軀體形式疼痛障礙腦影像學(xué)研究進(jìn)展[J].中國(guó)疼痛醫(yī)學(xué)雜志,2012,18(5):311-313.

[9] Hall NM, Kuzminskyte R, Pedersen AD, et al. The relationship between cognitive functions, somatization and behavioural coping in patients with multiple functional somatic symptoms[J]. Nord J Psychiatry, 2011,65(3):216-224.

[10] Tietjen GE. Is there a link between abuse in childhood and pain disorders[J]. Expert Rev Neurother, 2010,10(11):1625-1627.

[11] Hakala M, Karlsson H, Kurki T, et al. Volumes of the caudate nuclei in women with somatization pain disorder and healthy women[J]. Psychiatry Res, 2004,131(1):71-78.

[12] Feusner JD, Moody T, Hembacher E, et al. Abnormalities of visual processing and frontostriatal systems in body dysmorphic disorder[J]. Arch Gen Psychiatry, 2010,67(2):197-205.

[13] Stouter P, Bauerman T, Nickel R, et al. Cerebral activation in patients with somatization pain disorder exposed to pain and stress: an fmri study[J]. Neuroimage, 2007,36(2):418-430.

[14] Yoshino A, Okamoto Y, Kunisato Y, et al. Distinctive spontaneous regional neural activity in patients with somatoform pain disorder: A preliminary resting-state fMRI study[J]. Psychiatry Res, 2014,221(3):246-248.

[15] Otti A, Guendel H, Wohlschlager A, et al. Frequency shifts in the anterior default mode network and the salience network in chronic pain disorder[J]. BMC Psychiatry, 2013,13:84-92.

[16] Lev R, Granovsky Y, Yarnitsky D. Orbitofrontal disinhibition of pain in migraine with aura: an interictal EEG-mapping study[J]. Cephalalgia, 2010,30(8):910-918.

[17] 王錦琰,羅非,韓濟(jì)生.內(nèi)、外側(cè)痛覺(jué)系統(tǒng)--傷害性信息處理的并行通路[J].中國(guó)神經(jīng)科學(xué)雜志,2003,19(6):416-419．

[18] Henningsen P, Jakobsen T, Schiltenwolf M, et al. Somatization revisited:diagnosis and perceived causes of common mental disorders[J]. J Nerv Ment Dis, 2005,193(2):85-92.

[19] Allet JL, Allet RE. Somatoform disorders in neurological practice[J]. Curr Opin Psychiatry, 2006,19(4):413-420.

[20] Schmidt-Wilcke T, Leinisch E, Ganssbauer S, et al. Affective components and intensity of pain correlate with structural differences in gray matter in chronic back pain patients[J]. Pain, 2006,125(1-2):89-97.

[21] Lewis JS, Schweinhardt P. Perception of the painful body: The relationship between body perception disturbance, pain and tactile discrimination in complex regional pain syndrome[J]. Eur J Pain, 2012,16(9):1320-1330.

Changes of brain gray matter volume in patients with somatoform pain disorder and the relationship with NRS score

MAOChunping1,HUANGJinbai,YANGTao

(1JingmenNO.1People'sHospital,Jingmen448000,China)

Objective Using voxel-based morphometry (VBM) to investigate the changes of brain gray matter (GM) volume in patients with somatoform pain disorder (SPD) and to explore its relationship with the degree of pain. Methods A total of 10 SPD patients and 14 healthy volunteers were enrolled in this study. The SPD patients were evaluated by the numerical rating scale (NRS). The SPD patients and healthy volunteers were both examined by head magnetic resonance imaging (MRI), and 3D T1WI high resolution data were acquired. The whole brain volume and gray matter volume were calculated and the meaningful GM regions of SPD patients were obtained by VBM. The correlation between the GM volume and the NRS scores in SPD patients was analyzed by Pearson analysis. Results VBM showed that the gray matter volume in the SPD group was larger than that in the control group (P<0.01), and the regions of increased gray matter volume was mainly located in the left thalamus. There was no significant correlation between the left thalamus gray matter volume and the NRS score in the SPD group (r=0.631,P>0.05). Conclusions The head MRI VBM shows brain gray matter volume increases in SPD patients, and it is mainly located in the left thalamus. There is no significant correlation between the changes of brain gray matter volume and the degree of pain.

somatoform pain disorder; magnetic resonance imaging; voxel-based morphometry; brain gray matter volume

湖北省教育廳科研項(xiàng)目(B2015441)。

毛椿平(1989-)，男，碩士，主要研究方向?yàn)楣δ苡跋駥W(xué)。E-mail：396340163@qq.com

黃勁柏(1972-)，男，博士，主要研究方向?yàn)楣δ苡跋駥W(xué)。E-mail：jinbaihuang@126.com

10.3969/j.issn.1002-266X.2017.27.002

749.2

A

1002-266X(2017)27-0005-04

2017-01-22)