強迫癥患者腦內環(huán)路磁共振波譜和彌散張量成像研究*

魏易瓊， 李澤△， 賴麗莎， 古智文

廣州市第一人民醫(yī)院 1神經內科， 2影像科， 3精神心理科(廣東廣州 510180)

強迫癥屬于一種神經癥，強迫癥患者多存在強迫的觀念以及強迫的行為，患者的致殘率比較高，對強迫癥患者的機體健康帶來一定威脅[1-2]。本研究應用3D1H-MRS新技術對強迫癥患者腦組織N-乙酞天門冬氨酸(N-acetylaspartate，NAA)、膽堿(choline，Cho)、肌酸(creatine，Cr)等代謝物進行定量分析，旨在探討強迫癥患者腦內物質代謝的變化特點；同時根據強迫癥臨床亞型的不同、強迫癥狀嚴重程度的不同進行分組研究，并分析強迫癥患者腦內各代謝產物與上述臨床指標的相關性，為強迫癥的神經生物學基礎研究提供線索，為強迫癥的臨床診斷和治療提供更客觀的依據。近年來，也出現了使用擴散張量磁共振成像(DTI)與強迫癥患者腦白質的完整性和連通性和關聯研究。DTI可量化水分子的各向異性，觀察組織微觀結構。髓鞘是腦組織中各向異性的重要因素。其他還有纖維束直徑、細胞內涌流、細胞外主體流動等。水分子的彌散程度用彌散張量衡量。目前使用最多的是圖像像素法顯示彌散張量。而像素值最常用的參數是部分各向異性(FA)[3-4]，它是一個對組織微觀結構完整性很敏感的標記值。本研究選取本院收治的30例強迫癥患者作為研究對象，針對強迫癥患者腦內環(huán)路磁共振波譜成像給予一定的研究與探討，該研究經審查符合醫(yī)學倫理規(guī)范和要求。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2016年5月至2018年5月在本院就診的30例強迫癥患者，將其作為觀察組，入選標準：(1)符合《中國精神障礙分類與診斷標準》第3版(CCMD 3)及ICD1關于強迫癥的診斷標準；(2)耶魯布朗強迫量表(Yale-Brown obsessive compulsive scale，YBCOS)總分≥16分；(3)入組前未服抗精神病藥物，如一直服藥者清洗2周后入組。

選取同時期于本院進行健康體檢的健康者共30例作為對照組，確定既往無精神病史，無顱腦外傷及腦器質性疾病史，采用嚴格配對的對照原則。對照組中男18例，女12例，年齡24～59歲，平均(30.26±1.37)歲，受教育(14.6±3.7)年；觀察組中男16例，女14例，年齡23～57歲，平均(30.28±1.40)歲，受教育(14.0±2.8)年。所有納入的受檢者和受檢者家屬對本次研究的內容都知情并同意，均自愿參與本次研究，而且均簽署知情同意書。兩組的性別比例、年齡、文化程度等資料差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，可以對其進行對比以及分析。

1.2 強迫癥的MRS研究

1.2.1 研究方法 對觀察組強迫癥患者和對照組健康體檢者均實施常規(guī)磁共振檢查和三維磁共振的氫質子波譜檢查，在GE公司生產的GE Signa 3.0T MR超導型磁共振掃描儀(GE Medical Systems，Milwaukee，Wisconsin)設備上完成。患者頭部的相控陣線圈為8通道，除了對患者腦部的病變進行磁共振檢查之外，還對患者橫軸位的液體衰減反轉恢復序列T1WI、橫軸位的快速恢復快速自旋的回波序列和T2-FLAIR序列進行檢查，并且實施1H-MRS的掃描定位，使用MRS專用的頭線圈，于常規(guī)的T2加權圖像上面選取感興趣的趨于，主要包括前額葉、前扣帶回皮質、眶額葉、尾狀核頭部、丘腦等，1H-MRS取樣點左右對稱，體積大約是40 cm3，計算兩側的平均值，掃描的時間為13 min 24 s，測量的體素為1 cm3，采集的波譜使用點解析序列(PRESS)，成像參數：發(fā)射頻率10 mm/s，相位10 mm/s，間隔10 mm，層厚10 mm，視野(FOV)為16，重復的時間(TR)與回波時間(TE)之比為1 000 ms/144 ms，水抑制的平均值為98.6%。數據分析使用Functool 2分析軟件，ACD 4.0版的軟件。測定兩組受檢者的雙側前額葉、前扣帶回皮質、眶額葉、尾狀核頭部、丘腦的Cho/Cr值、NAA/Cr值[5-10]。

1.2.2 觀察指標 (1)對比分析觀察組強迫癥患者和對照組健康體檢者的前額葉、前扣帶回皮質、眶額葉、尾狀核頭部、丘腦的Cho/Cr值；(2)對比分析觀察組強迫癥患者和對照組健康體檢者的前額葉、前扣帶回皮質、眶額葉、尾狀核頭部、丘腦的NAA/Cr值[9-10]。

1.3 強迫癥的DTI研究

1.3.1 研究方法 在GE公司生產的GE Signa 3.0T MR超導型磁共振掃描儀(GE Medical Systems，Milwaukee，Wisconsin)設備上完成。在DTI掃描前，先使用軸向T1加權成像掃描以快速定位可能的腦實質損害區(qū)域。26 DTI volumes，25 non-colinear directions (b=1 000 s/mm)， B0模板(b=0)；24 continuous slices，層厚5 mm，FOV 24 cm×24 cm；TR 9 000 ms， TE 105.5 ms，矩陣128×128，采集時間4 min 12 s。采用基于體素的分析(voxel-based analysis，VBA)。所有數據在基于Linux平臺系統(tǒng)上，運用SPM8軟件和FSL處理。首先，用FSL中的“eddycorrect”工具進行校正，然后用FSL中的BET工具對區(qū)分腦和非腦組織進行計算，接著計算得出FA圖。將所有患者組和對照組的圖像進行標準化成B0模板。每個B0模板運用SPM8的非線性配準方法標準化為 SPM EPI模板(reslicing resolution of 2×2×2 mm3)將所有標準化后的B平均后經平滑處理(6 mm FWHM Gaussian)。標準化后的B0模板轉化為相應的FA， 最后，使用SPM中的“segment”功能將B0模板變成有60%概率白質成分，僅對腦白質成分進行以體素為標準的比較。

1.3.2 觀察指標 比較兩組左內側額上回、顳頂葉、枕中回、左紋狀體腦白質的周圍的FA值；觀察組左側紋狀體的FA值[11]與Y-BOCS的相關性。

2 結果

2.1 強迫癥MRS研究結果

2.1.1 兩組的前額葉、前扣帶回皮質、眶額葉、尾狀核頭部、丘腦的Cho/Cr值比較 與對照組比較，觀察組的前額葉、前扣帶回皮質、眶額葉、尾狀核頭部的Cho/Cr值的差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。與對照組比較，觀察組的丘腦Cho/Cr值更高，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 兩組的前額葉、前扣帶回皮質、眶額葉、尾狀核頭部、丘腦的Cho/Cr值比較

項目例數前額葉前扣帶回皮質眶額葉尾狀核頭部丘腦對照組302.28±0.112.17±0.122.01±0.231.11±0.101.16±0.10觀察組302.24±0.102.18±0.112.12±0.201.14±0.111.40±0.13t值1.47370.33641.97671.10538.0148P值>0.05>0.05>0.05>0.05<0.05

2.1.2 兩組的前額葉、前扣帶回皮質、眶額葉、尾狀核頭部、丘腦的NAA/Cr值比較 與對照組比較，觀察組的前額葉NAA/Cr值差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，與對照組比較，觀察組的前扣帶回皮質、眶額葉的NAA/Cr值更高，尾狀核頭部、丘腦的NAA/Cr值更低，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，見表2。

表2 兩組前額葉、前扣帶回皮質、眶額葉、尾狀核頭部、丘腦的NAA/Cr值的比較

項目例數前額葉前扣帶回皮質眶額葉尾狀核頭部丘腦對照組302.76±0.182.70±0.222.55±0.211.48±0.131.36±0.10觀察組302.74±0.202.89±0.202.75±0.231.20±0.121.21±0.12t值0.407 13.500 13.517 28.668 55.259 6P值>0.05<0.05<0.05<0.05<0.05

2.2 強迫癥的DTI研究結果

2.2.1 DTI 觀察組在左內側額上回、顳頂葉、枕中回、左紋狀體腦白質的周圍的FA值較對照組顯著降低，見表3。

表3 不同部位DTI參數值比較

2.2.2 強迫癥患者左側紋狀體FA值與臨床資料的相關性 強迫癥患者總病程(4.8±4.01)年。左側紋狀體的FA值，與Y-BOCS(21.9±4.9)總分呈正相關(r=0.38，df=23，P=0.03)，與Y-BOCS的強迫動作分(8.8±4.6)呈正相關(r=0.45，df=24，P=0.02)，與Y-BOCS的強迫思維分(13.3±3.0)無關。

3 討論

腦內的環(huán)路出現異常的人有可能直接誘發(fā)神經癥或者于外界相關因素的影響作用下間接誘發(fā)神經癥[12-13]。目前，多認為強迫癥患者的皮質-紋狀體-丘腦-皮質(cortico-striatal-thalamic-cortical，CSTC)神經環(huán)路出現器質性的變化，CSTC神經環(huán)路的皮質-紋狀體-蒼白球的內側部-丘腦-皮質的直接通路可發(fā)揮異化運動的相關功能，皮質-紋狀體-蒼白球的外側部-丘腦的底核-丘腦-皮質的間接通路則可以使不想要的運動進行抑制，上述直接通路和間接通路之間的不平衡則會致使強迫癥的發(fā)生[14-17]。

丘腦部位的高Cho有可能是強迫癥患者的一個病理現象或者代償反應。對強迫癥患者的丘腦部位Cho升高的機制的相關解釋為，Cho屬于神經遞質-乙酞膽堿的前體，其與人的記憶以及情緒具有密切的關系，Cho信號則被認為是體內膠質細胞的代謝以及相關功能變化的一個重要反映，是導致情緒紊亂的一個重要的病理生理基礎[18-19]。

NAA屬于神經元的一個標志峰，NAA可反映神經元的完整性和功能。強迫癥患者的尾狀核頭部、丘腦的NAA下降，有可能與強迫癥患者的神經元以及軸突的破壞或缺失、相關功能的異常和損傷等存在一定的關系[20-21]。

本研究表明，觀察組的前額葉、前扣帶回皮質、眶額葉、尾狀核頭部的Cho/Cr值與對照組比較，組間差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，觀察組的丘腦Cho/Cr值與對照組比較，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，觀察組的前額葉NAA/Cr值與對照組比較，組間的差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，觀察組的前扣帶回皮質、眶額葉、尾狀核頭部、丘腦的NAA/Cr值與對照組比較，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，提示強迫癥患者的丘腦部位的高Cho/Cr值與患者的發(fā)病可能具有一定的關系[22]。而強迫癥患者的前扣帶回皮質、眶額葉、尾狀核頭部、丘腦的NAA/Cr值的可逆性改變與患者的神經損傷情況可能具有一定的關系。

應該指出的是本研究的樣本量小，限制了結果的準確，同時本研究中還存在著一些其他局限性，如受試者的體素構成并未明確，灰質、白質和腦脊液的區(qū)分并不清晰；兩組中可能存在體素構成上的差別，但并未經過校正。而研究過程采用手動勾畫患者的腦區(qū)，這容易帶上繪圖者的主觀性，而且很耗時，另外對操作者的個人素質和能力也有著較大的苛刻性要求，所以很難得到精確的結果。

本項研究首次采用了參數對照的DTI成像，結果顯示強迫癥患者白質微結構發(fā)生異常，尤其在額葉-紋狀體-丘腦-皮層環(huán)路的多個部位的髓鞘完整性存在異常。本研究中，左側紋狀體周圍的白質結構都發(fā)現了DTI參數的異常。這些結構在強迫癥的發(fā)病機制中起到了重要的作用，說明額葉-紋狀體-丘腦-皮層環(huán)路是主要的異常部位。紋狀體是強迫癥作為皮層下結構，在發(fā)病機制中也起到重要作用。主要涉及對運動通路的規(guī)劃和調制。與本研究相比，有兩項研究表明患者在內囊和尾狀核上外側區(qū)的白質部分存在FA顯著升高[23]。這可能是其研究的樣本量較小而產生與我們研究結果的不一致。我們還發(fā)現患者左紋狀體的FA 值和強迫動作呈正相關。Sakai等[24]也發(fā)現患者FA值與YBOCS評分呈正相關。另外兩項研究表明紋狀體體積與強迫癥癥狀的嚴重程度相關[25]。本研究結構也證實紋狀體參與了強迫癥患者強迫動作的形成。強迫癥患者降低的FA值和升高的MD值代表了白質微結構的異常。

綜上所述，對強迫癥患者應用腦內環(huán)路磁共振波譜成像存在十分重要的價值，強迫癥患者的CSTC神經環(huán)路的相關功能常出現一定的障礙，CSTC環(huán)路于強迫癥患者的疾病發(fā)生中有可能具有一定的影響，需要引起充分的重視和關注。強迫癥患者的癥狀嚴重程度與左側紋狀體白質結構異常有一定相關性。強迫癥患者在左內側額上回、顳頂葉、枕中回、紋狀體、島葉、中腦的白質微結構發(fā)生異常，說明額葉-紋狀體-丘腦-皮層環(huán)路是主要的異常部位。髓鞘完整性的缺失導致了白質微結構的異常。