早期梗塞后抑郁患者觀看情緒圖片后VBA-DTI研究＊

1.暨南大學第二臨床醫(yī)學院(深圳市人民醫(yī)院)放射科

2.暨南大學第二臨床醫(yī)學院(深圳市人民醫(yī)院)神經(jīng)內科(廣東 深圳 518020)

梗塞后抑郁(post-stroke depression，PSD)是腦梗塞后出現(xiàn)的以抑郁情感障礙為主的精神疾病并發(fā)癥，以輕度或中度抑郁多見，其中約15%為重度抑郁并伴自殺傾向或行為，給家庭及社會帶來了沉重的災難。目前國內外有關PSD的文獻還不多，主要為對單純抑郁癥的研究，早期發(fā)病機制還不清楚，爭議較大。MR彌散張量成像(Diffusion tensor imaging，DTI)技術是對人腦活體組織的水分子擴散特性進行計算從而無創(chuàng)跟蹤、研究腦白質纖維束的走行及細微結構改變。全腦的基于體素分析法(voxel-based analysis，VBA)[1]可以同時分析全腦白質纖維完整性的變化，彌補了ROI法的隨意性大的缺陷，客觀、可重復性強。我們擬通過對21例梗塞后抑郁PSD和22例腦梗塞無抑郁癥(PNSD)、20例健康志愿(NC)者觀看情緒圖片后的VBA-DTI表現(xiàn)進行對比分析以探討早期PSD的腦白質改變及其發(fā)病機理。

1 材料與方法

1.1 研究對象梗塞后抑郁(PSD)組：收集2008～2015年我院神經(jīng)內科的門診和住院患者21例(基本資料見表1)，12男9女，年齡43～83歲。受教育年限1～15年，均為右利手。入組標準:①患者經(jīng)常規(guī)MRI檢查，經(jīng)兩名放射科醫(yī)師閱片，參考高b值DWI圖像，選擇首發(fā)梗塞，剔除大面積腦葉以上梗塞患者。②檢查1月內，由1名神經(jīng)科醫(yī)生評分，符合第3版中國精神疾病診斷與分類標準(CCMD-3)抑郁癥診斷標準。評分采用24項HAMD抑郁量表，評分＞7分者入選PSD組。本組8～31分(平均16.1)。③患者神清，無智障、失語和癱瘓，無其他中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病史。

梗塞后無抑郁癥(PSND)組：收集與PSD組基本條件相似的患者22例，12男10女，年齡45-82歲。腦梗死診斷標準同上，亦選擇首次腦梗死，排除腦動脈主干阻塞引起的大面積腦梗死者。檢查時患者意識清醒，無明顯的智能障礙、失語及腦出血史，患者無精神疾病個人史和家族史，均為右利手。24項HAMD評分≤7分，排除憂郁狀態(tài)；受教育程度5-15年。

正常對照組(NC)：20名，11男9女。受試者年齡54-73歲，受教育年限5-18年，無精神疾病家族史，無其它中樞神經(jīng)系統(tǒng)病變史，均為右利手。MRI檢查排除腦梗死，24項HAMD表評分＜7分。

本研究獲醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準，實驗前告知實驗內容，并由本人或家屬簽署知情同意書。

1.2 檢查方法使用SIEMENS 1.5T Magnetom Avanto MR機，多通道相控陣頭顱線圈。先常規(guī)橫斷位SE T1WI、T2WI＋彌散成像(DWI)。T1WI(TR/TE=550/11ms)；T2WI(TR/TE=5660/97ms)；彌散成像(DWI)(TR/TE=2900/89ms，b=0，1000)；三維解剖像(TR/TE=11/4.4ms)；頭戴神經(jīng)功能刺激儀先后觀察中性、正性、負性圖片各50張(情緒圖片選自國際通用的2007版國際情緒圖片系統(tǒng)(IAPS)同時進行FMRI成像。最后行DTI檢查，采用EPI序列進行全腦的橫斷面成像，梯度方向6，TR/TE 4900/88ms，層厚2mm，層間距0mm，擴散系數(shù)b=0/1000。FOV230×230mm，矩陣128×128，共75層，最后體素大小voxel size=2×2×2mm3。

1.3 VBA數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計學方法所有圖像數(shù)據(jù)傳輸至工作站。采用英國牛津大學開發(fā)的FMRIB Software Library(FSL)軟件(https://en.wikipedia.org/wiki/FMRIB_Software_Library)，(1)首先對所有被試者的DTI圖像進行變形矯正，以減輕EPI圖像的磁化率偽影影響。由于本研究是針對老年人，老年人的腦組織形態(tài)由于退變程度的不同，存在較大的個體差異，因此使用FSL軟件的TBSS(Tract-Based Spatial Statistics)[2]方法，進行基于纖維骨架的配準，以減小由于局部腦組織萎縮造成的個體誤差。標準化模板采用MNI空間坐標。(2)兩兩比較各組FA值圖像的差異。統(tǒng)計學方法采用基于體素的組間t檢驗(voxelwise analysis of multi-subject diffusion data)，P＜0.01，相鄰四個以上體素作為一個簇，在統(tǒng)計參數(shù)圖中保留。(3)將統(tǒng)計參數(shù)圖疊加到經(jīng)過標準化的FA圖像上，然后觀察有統(tǒng)計學差異區(qū)域的位置和大小。

2 結 果

對先后觀察中性、正性、負性情緒圖片各50張后的PSD組、PSND組、NC組3組受試者采用VBADTI法進行全腦FA值的組間比較，得到PSD-NC、PSD-PSND、PSND-NC組間比較的統(tǒng)計參數(shù)圖，其中顏色越接近暖色，差異越大，P值越低。具體結果分別如下：1、PSD組－NC組FA值組間比較的統(tǒng)計參數(shù)圖(圖1)：可見白質纖維破壞差異顯著的腦區(qū)主要有雙側額葉、頂葉(皮層為主)，胼胝體前部、體部及壓部，扣帶回體部，放射冠，基底節(jié)區(qū)(丘腦、豆狀核、左側內囊)，雙側小腦半球，顳葉、枕葉僅少許陽性。以胼胝體、額頂葉皮層明顯。2、PSD組－PSND組FA值組間比較的統(tǒng)計參數(shù)圖(圖2)：可見白質纖維破壞差異顯著的腦區(qū)較少，主要有雙側額頂葉內側皮層，右側顳葉、左側枕葉少許陽性。以雙側額頂葉內側皮層稍明顯。3、PSND組－NC組FA值組間比較的統(tǒng)計參數(shù)圖(圖3)：可見白質纖維破壞差異顯著的腦區(qū)亦較少，主要有雙側扣帶回，左側胼胝體前部及壓部，雙側額頂葉、右側顳葉少許陽性。以雙側扣帶回，左側胼胝體前部及壓部稍明顯。

3 討 論

PSD是腦梗塞后最常見的情感障礙性并發(fā)癥，發(fā)生率高達40-60%，遠高于其他人群，以輕中度抑郁多見，本組PSD亦主要為輕度抑郁，但重度PSD將嚴重影響療效并可伴自殺傾向，因此早期發(fā)現(xiàn)PSD并及時干預治療具有極大的社會及經(jīng)濟價值。

DTI是公認能有效觀察和追蹤活體腦白質纖維束微觀結構的無損傷性MRI方法，它主要檢測水分子彌散來觀察白質微觀結構。水分子彌散具有各向異性，即順纖維束方向彌散快而垂直方向彌散受限。FA值降低主要反映了白質神經(jīng)纖維損害、神經(jīng)傳導功能下降以及髓鞘的完整性受損、神經(jīng)膠質細胞減少等。

表1 PSD、PSND、NC 3組受試者一般情況

圖1 PSD組－NC組FA值組間比較的統(tǒng)計參數(shù)圖，可見差異顯著的腦區(qū)主要有雙側額葉、頂葉（皮層為主），胼胝體前部、體部及壓部，扣帶回體部，放射冠，基底節(jié)區(qū)（丘腦、豆狀核、左側內囊），雙側小腦半球。圖2 PSD組－PSND組FA值組間比較的統(tǒng)計參數(shù)圖，可見差異顯著的腦區(qū)主要有雙側額頂葉內側皮層。圖3 PSND組－NC組FA值組間比較的統(tǒng)計參數(shù)圖，可見差異顯著的腦區(qū)主要有雙側扣帶回，左側胼胝體前部及壓部。

既往PSD的研究較少，大量神經(jīng)影像學的研究主要是針對單純抑郁癥，且主要是采用ROI法，近幾年VBA法才較多使用，普遍認為前額葉皮質、扣帶回、胼胝體、海馬、杏仁核和基底神經(jīng)節(jié)是與抑郁癥相關的熱點核團或部位[3-6]?？紤]到PSD患者易受到負性情緒影響并加重，本組研究特地讓受試者先觀察情緒圖片后再行DTI檢查，用VBA法成組分析3組全腦FA值，發(fā)現(xiàn)PSD-PSND和PSNDNC差異顯著的腦區(qū)均較少，前者主要有雙側額頂葉內側皮層，后者主要有雙側扣帶回，左側胼胝體前部及壓部。PSD－NC差異顯著的腦區(qū)則明顯增多，主要有雙側額葉、頂葉(皮層為主)，胼胝體大部，扣帶回體部，放射冠，基底節(jié)區(qū)(丘腦、豆狀核、左側內囊)，雙側小腦半球，以胼胝體、額頂葉皮層明顯。提示腦梗塞病灶(PSD/PSND-NC)容易累及扣帶回和胼胝體的連合纖維；PSD-PSND/NC均見額頂葉皮層的損傷，PSDNC更有放射冠、胼胝體、紋狀體、丘腦及小腦半球等廣泛腦區(qū)受損，提示PSD邊緣系統(tǒng)-皮質-紋狀體-蒼白球-背側丘腦(LCSPT)神經(jīng)環(huán)路損傷明顯。

額頂葉皮層是人腦的最高級中樞，前額葉皮層損傷導致抑郁癥發(fā)生得到大多數(shù)學者認同[7]，頂葉皮層則通常認為與注意力集中、視聽、語言、空間等復雜感官能力有關，頂葉皮層損傷可造成皮質5-HT受體結合能力下降，出現(xiàn)抑郁狀態(tài)。Jia等[8]發(fā)現(xiàn)重度抑郁癥患者雙側頂葉、右側額葉及小腦的 FA值明顯降低。額頂葉內側皮層被認為是大腦靜息態(tài)網(wǎng)絡(DMN)的重要組成部分,皮質中線結構在自我相關的加工中發(fā)揮重要作用[9]。一些研究證實：PSD左頂下小葉及左基底節(jié)區(qū)的DMN功能連接增強，認為PSD與腦網(wǎng)絡功能障礙有關[10]；位于頂葉皮質后內側的楔前葉與情景記憶情緒相關信息加工及維持自我意識有關[11]。提示PSD-PSND間差異可能與神經(jīng)網(wǎng)絡損傷程度有關。

扣帶回是情感整合的重要區(qū)域，前扣帶回參與機體的運動控制，認知喚醒以及趨勢狀態(tài)，后扣帶回參與視空間和感覺運動的過程。有研究發(fā)現(xiàn)PSD在接受情感刺激(尤其是負性情緒)時患者顯示出顯著的前扣帶回的激活增加[12]。胼胝體是大腦半球中連接左右大腦半球最主要的連合纖維，是處理認知、情緒、記憶和視覺等信息傳遞和加工集成的重要部位，胼胝體損傷可導致神經(jīng)環(huán)路連接損害導致抑郁。已有一些研究發(fā)現(xiàn)：青少年抑郁癥胼胝體FA值明顯降低[13]；PSD患者胼胝體和雙側皮質脊髓束的FA值顯著降低，認為缺血引起半球間網(wǎng)絡紊亂[14]；額葉梗塞患者前扣帶皮層與前額皮層、運動皮層的功能連接大大降低，但與海馬回、海馬旁回、島葉和杏仁核功能連接增加[15]。

放射冠、基底節(jié)區(qū)(丘腦、豆狀核、左側內囊)、小腦半球大都是邊緣系統(tǒng)-皮質-紋狀體-蒼白球-背側丘腦(LCSPT)神經(jīng)環(huán)路的組成部分，本研究提示早期PSD即出現(xiàn)該神經(jīng)環(huán)路的損害。

上述部位與PSD的關系已有較多報道，如J Berg等[16]用DBG治療抑郁癥，證實眶額皮質、前中扣帶回皮質、下丘腦、伏核、杏仁核、海馬等與之相關。Yasuno等人[17]報道急性PSD患者左、右內囊前肢的白質FA值顯著降低，治療6個月后，這些區(qū)域FA值顯著增加。Sui等[18]發(fā)現(xiàn)電刺激小腦半球的頂核可以加重PSD患者的癥狀。我們的研究也支持上述部位損傷與PSD相關。

本組資料顯示觀看情緒圖片后早期PSD有廣泛腦白質損害，主要在邊緣系統(tǒng)-皮質-紋狀體-蒼白球-背側丘腦(LCSPT)神經(jīng)環(huán)路，其中腦梗塞病灶容易導致扣帶回和胼胝體的連合纖維損傷；PSDPSND顯著差異在雙側額頂葉內側皮層，提示可能與神經(jīng)網(wǎng)絡損傷程度有關。至于常見的海馬、杏仁核本組資料差異不明顯，可能與病例較少及分布情況有關。以后還需要進一步加大樣本量研究，以進一步揭示和認識早期PSD的發(fā)病機制。