缺血性卒中后抑郁狀態(tài)患者彌散張量成像的初步研究

王曉杭 陳眉 侯群 曹志堅(jiān)

卒中后抑郁（post-stroke depression，PSD）是卒中后最常見(jiàn)的情感障礙，已成為卒中后管理中的一個(gè)越來(lái)越重要的問(wèn)題。對(duì)PSD的早期影像學(xué)研究主要是采用CT、MRI等結(jié)構(gòu)影像學(xué)檢查的方法，來(lái)說(shuō)明PSD的發(fā)生和嚴(yán)重程度是否與卒中的部位、面積、數(shù)目等因素有關(guān)。這方面的研究報(bào)道有很多，但目前缺乏統(tǒng)一可靠的結(jié)論[1]。本課題組之前的研究也提示PSD與卒中病灶的部位和側(cè)別無(wú)明顯相關(guān)[2]，故需進(jìn)一步對(duì)PSD進(jìn)行功能影像學(xué)的研究。近年來(lái)關(guān)于功能MRI的研究日益增多，其中彌散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）能夠反映腦白質(zhì)纖維細(xì)微結(jié)構(gòu)和功能改變[3]，但目前用于PSD的研究還不多。本研究擬運(yùn)用DTI功能MRI觀察PSD患者不同腦區(qū)神經(jīng)傳導(dǎo)通路異常情況，以探討PSD的發(fā)病機(jī)制。

1 對(duì)象和方法

1.1 對(duì)象 選取2013年8月至2016年12月本院神經(jīng)內(nèi)科住院治療的首次發(fā)病的急性缺血性腦卒中患者38 例，其中男 26 例，女 12 例，年齡 37～80（64.03±10.12）歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）年齡≥18歲者；（2）符合第4屆全國(guó)腦血管病學(xué)術(shù)會(huì)議制定的卒中診斷要點(diǎn)，經(jīng)頭顱MRI證實(shí)為缺血性腦梗死者；（3）腦卒中為首次發(fā)病，且發(fā)病2周內(nèi)者；（4）能配合進(jìn)行頭顱MRI和量表測(cè)定者；（5）無(wú)卒中以外的其他腦部病變者；（6）本次卒中前無(wú)抑郁癥病史，且未曾接受抗抑郁治療者；（7）無(wú)其他精神障礙者。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）因聽(tīng)力、視力、語(yǔ)言表達(dá)、理解及意識(shí)障礙等原因不能配合檢查者；（2）存在認(rèn)知功能障礙，簡(jiǎn)易精神狀態(tài)檢查（MMSE）≤24分者；（3）有其他精神疾病或有家族史者；（4）合并嚴(yán)重軀體疾?。ㄈ缰匾K器功能衰竭）、腦卒中病情嚴(yán)重或由于其他原因不能配合檢查者；（5）經(jīng)磁共振檢查發(fā)現(xiàn)有腦梗死以外的結(jié)構(gòu)異常者；（6）帶有心臟起搏器、神經(jīng)刺激器、人工金屬心臟瓣膜等的患者。本研究經(jīng)本院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有入選患者及家屬對(duì)本研究均知情同意。

1.2 方法

1.2.1 臨床資料的收集、抑郁狀態(tài)評(píng)定和分組 采集所有患者的基本信息及住院診療信息，記錄患者癥狀及體征，行美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院卒中量表（NIHSS）評(píng)分、MMSE評(píng)分。對(duì)所有入選患者由同1位指定的專業(yè)神經(jīng)精神量表測(cè)評(píng)人員進(jìn)行漢密爾頓抑郁量表（hamilton depression scale，HAMD）17項(xiàng)評(píng)分，按照《中國(guó)精神疾病分類與診斷標(biāo)準(zhǔn)》CCMD-3診斷標(biāo)準(zhǔn)分為兩組：HAMD≥7分為卒中后抑郁狀態(tài)組（PSD組），HAMD＜7分為無(wú)抑郁組（非PSD組），其中PSD組患者21例，非PSD組患者17例，PSD組患者精神障礙診斷要求符合美國(guó)精神障礙診斷統(tǒng)計(jì)手冊(cè)第4版（DSM-IV）中抑郁診斷的核心癥狀。兩組患者的性別、年齡比較均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（均P＞0.05）。

1.2.2 MRI檢查方法及參數(shù) 使用3.0 T超導(dǎo)型磁共振成像儀Magnetom Verio（德國(guó)西門(mén)子公司）?；颊甙察o平臥于檢查床，固定頭部，閉眼、平靜呼吸，最大程度減少頭部與身體活動(dòng)，保持清醒，不執(zhí)行特定的認(rèn)知任務(wù)。常規(guī)腦部掃描，包括定位像、橫斷位T1WI、T2WI、彌散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging,DWI），進(jìn)行高分辨結(jié)構(gòu)成像掃描、DTI成像掃描。高分辨率結(jié)構(gòu)MRI圖像掃描參數(shù)：176個(gè)矢狀位層面（sagittal slices），重復(fù)時(shí)間（time of repetition,TR）=1 900ms，回波時(shí)間（time of echo,TE）=2.45ms，反轉(zhuǎn)時(shí)間（time of inversion,TI）=900ms，層厚/間隔（thickness/gap）=1.0/0mm，成像野（field of view,FOV）=256×256mm2，翻轉(zhuǎn)角（flip angle,FA）=7°，矩陣（matrix）=256×256。

1.2.3 各向異性分?jǐn)?shù)（fractional anisotropy，F(xiàn)A）測(cè)量及數(shù)據(jù)處理 （1）在DTI的FA參數(shù)圖上，確定感興趣區(qū)（region of interest，ROI）測(cè)量部位：額上回、額中回、額下回白質(zhì)、顳葉白質(zhì)、頂葉白質(zhì)、內(nèi)囊前肢、胼胝體膝部和壓部，ROI大小為5像素，測(cè)量時(shí)盡量避開(kāi)腦梗死灶，分別測(cè)量左右側(cè)上述部位（胼胝體選擇中間部位）FA值。（2）計(jì)算各解剖部位偏側(cè)化指數(shù)（laterality index，LI）值：計(jì)算方法是兩側(cè)的FA值之差除以兩者之和，代表FA值是否存在側(cè)別優(yōu)勢(shì)。公式LI=（C-I）/（C+I），其中C為左側(cè)腦區(qū)的FA值，I為對(duì)應(yīng)右側(cè)腦區(qū)的FA值[3]。（3）同時(shí)測(cè)量患者梗死灶ROI的FA值：梗死灶中心區(qū)、健側(cè)（梗死灶對(duì)側(cè)）相應(yīng)區(qū)域、及梗死灶周圍區(qū) 0°、90°、180°、270°4點(diǎn)，4點(diǎn)平均值為梗死灶周圍區(qū)FA值；計(jì)算FA值下降百分比=（健側(cè)FA值-梗死灶中心區(qū)FA值）/健側(cè)FA值，腦梗死側(cè)FA差值百分比=（梗死灶周圍區(qū)FA值-中心區(qū)FA值）/梗死灶周圍區(qū)FA值。所有患者FA值的測(cè)量由同1名對(duì)DTI技術(shù)及MRI診斷有經(jīng)驗(yàn)的高年資神經(jīng)影像醫(yī)師在盲法狀態(tài)下操作。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料用表示，組間FA值、LI值比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，各解剖部位和梗死灶FA值與患者HAMD評(píng)分的相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組間各解剖部位FA值及組內(nèi)雙側(cè)FA值比較PSD組兩側(cè)額中回白質(zhì)的FA值均較非PSD組降低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），其他解剖部位兩組間FA值的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。組內(nèi)左右側(cè)比較時(shí)，PSD組左側(cè)內(nèi)囊前肢的FA值較右側(cè)低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），其余解剖部位（除外胼胝體膝部和壓部）的雙側(cè)FA值無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，見(jiàn)表1。

2.2 兩組間各解剖部位LI值比較 兩組間內(nèi)囊前肢的LI值比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），其余5個(gè)解剖部位（除外胼胝體膝部和壓部）的LI值比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05），見(jiàn)表2。

2.3 兩組間梗死灶中心區(qū)的FA值、FA值下降百分比及腦梗側(cè)FA值差值百分比的比較 兩組間梗死灶中心區(qū)FA值、FA值下降百分比和腦梗死側(cè)FA差值百分比比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05），見(jiàn)表3。

2.4 各解剖部位和梗死灶FA值與HAMD評(píng)分的相關(guān)性 兩組患者8個(gè)解剖部位ROI的FA值、梗死灶中心區(qū)FA值、腦梗死側(cè)FA差值百分比和FA值下降百分比與HAMD評(píng)分無(wú)明顯相關(guān)性（均P＞0.05），見(jiàn)表4。

3 討論

PSD為卒中后繼發(fā)性抑郁，發(fā)病機(jī)制復(fù)雜多樣，涉及到社會(huì)學(xué)、心理學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)和解剖學(xué)等多方面因素，目前并無(wú)定論，主流觀點(diǎn)認(rèn)為其受眾多機(jī)制綜合作用的影響。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)影像學(xué)研究側(cè)重于PSD發(fā)病率與卒中部位、大小及其偏側(cè)性的聯(lián)系，但研究結(jié)果存在很大的差異，部分研究發(fā)現(xiàn)PSD的發(fā)生與卒中病灶的部位和側(cè)別有關(guān)，也有部分研究認(rèn)為病灶部位及偏側(cè)性與PSD發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)無(wú)相關(guān)性[3-4]，故需進(jìn)一步進(jìn)行功能MRI研究。DTI可通過(guò)測(cè)量組織內(nèi)水分子自由彌散運(yùn)動(dòng)的方向和速度造成的信號(hào)改變而顯示腦白質(zhì)纖維的走行及通路完整性。FA值反映了水分子各向異性的特征，F(xiàn)A值下降與白質(zhì)纖維退行性改變正相關(guān)，包括髓鞘破壞、軸突損傷等[5]。借助DTI技術(shù)，國(guó)內(nèi)外已進(jìn)行了較多關(guān)于抑郁癥發(fā)病機(jī)制的研究，發(fā)現(xiàn)抑郁癥患者多個(gè)腦區(qū)白質(zhì)纖維的微結(jié)構(gòu)異常[6]，涉及額葉到邊緣系統(tǒng)的情感環(huán)路、獎(jiǎng)勵(lì)環(huán)路等與執(zhí)行和情緒相關(guān)的神經(jīng)環(huán)路[7]。

與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)MRI比較，DTI對(duì)PSD的機(jī)制研究具有更重要的意義。有研究認(rèn)為缺血病灶不僅可直接性的破壞髓鞘軸突，而且可通過(guò)間接性的遠(yuǎn)端損傷機(jī)制引起更大范圍的病變，損傷情緒調(diào)節(jié)環(huán)路的纖維，而DTI能發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)MRI不能顯示的遠(yuǎn)端白質(zhì)纖維異常[8]。目前DTI對(duì)PSD的研究結(jié)果不盡相同，但大多數(shù)研究結(jié)果顯示的損傷白質(zhì)纖維都位于前額葉-邊緣系統(tǒng)環(huán)路中[9-11]，這與本研究結(jié)果具有一定的一致性。前額葉-邊緣系統(tǒng)環(huán)路屬于邊緣系統(tǒng)-皮質(zhì)-紋狀體-蒼白球-丘腦（limbic-cortical-striatal-pallidal-thalamic，LCSPT）環(huán)路的一個(gè)重要分支，在認(rèn)知和情緒調(diào)節(jié)中起重要作用[10]。本研究結(jié)果顯示PSD患者雙側(cè)額中回白質(zhì)的FA值較非PSD組降低，提示雙側(cè)額中回白質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)均有損傷，這也與國(guó)內(nèi)張彤等[4]的研究一致；且本組患者中沒(méi)有位于額中回部位的梗死灶，提示額中回白質(zhì)損傷與梗死灶的直接破壞無(wú)關(guān)。額中回在解剖學(xué)上位于前額葉背外側(cè)區(qū)，較多研究表明背外側(cè)前額葉與情緒的產(chǎn)生和調(diào)節(jié)有密切關(guān)系，此區(qū)域白質(zhì)損害破壞了前額葉-邊緣系統(tǒng)環(huán)路，對(duì)邊緣系統(tǒng)的情緒認(rèn)知控制功能減弱可引起負(fù)性認(rèn)知信息加工偏向，從而引起情感障礙[12]。

表1 兩組間各解剖部位FA值比較

表2 兩組間各解剖部位LI值比較

表3 兩組間梗死灶中心區(qū)FA值、FA值下降百分比和腦梗死側(cè)FA差值百分比比較

表4 各解剖部位和梗死灶FA值與HAMD評(píng)分的相關(guān)性

本研究對(duì)各解剖部位白質(zhì)異常的偏側(cè)性進(jìn)行了比較，結(jié)果顯示PSD患者內(nèi)囊前肢的白質(zhì)纖維異常可能存在偏側(cè)性，左側(cè)內(nèi)囊前肢白質(zhì)異常較右側(cè)重，提示左側(cè)內(nèi)囊前肢白質(zhì)異?？赡軈⑴c了PSD的發(fā)病，這與國(guó)內(nèi)外研究有一定一致性[13-15]。且本組患者中沒(méi)有位于內(nèi)囊前肢的梗死灶，提示內(nèi)囊前肢的偏側(cè)性與梗死灶的直接破壞無(wú)關(guān)。一般認(rèn)為內(nèi)囊前肢是連接額葉-皮層下回路的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，與皮層和皮層下結(jié)構(gòu)有廣泛的纖維連接，有研究顯示內(nèi)囊前肢微結(jié)構(gòu)損傷與重度抑郁癥有關(guān)[16]。而關(guān)于PSD白質(zhì)損傷的偏側(cè)性目前仍有爭(zhēng)議，也有文獻(xiàn)報(bào)道無(wú)明顯偏側(cè)性存在[12-13]，這可能與不同研究之間樣本量、診斷標(biāo)準(zhǔn)、卒中后研究的時(shí)間點(diǎn)等因素不同有關(guān)。

梗死灶中心區(qū)FA值、FA值下降百分比和腦梗死側(cè)FA差值百分比提示腦梗死病灶的缺血損傷程度，本研究結(jié)果顯示兩組間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異表明腦梗死病灶的缺血損傷程度與PSD的發(fā)生無(wú)明顯相關(guān)，這可能與本研究未限制納入患者的腦梗死部位，病灶分布較分散有關(guān)。因樣本量所限，本研究未比較相同部位梗死患者與抑郁發(fā)生的關(guān)系，今后可行進(jìn)一步的研究。

綜上所述，DTI顯示腦梗死急性期抑郁狀態(tài)患者存在雙側(cè)額中回白質(zhì)纖維異常，雙側(cè)內(nèi)囊前肢白質(zhì)異常有不對(duì)稱性，提示前額葉背外側(cè)白質(zhì)損害破壞了前額葉-邊緣系統(tǒng)環(huán)路可能對(duì)卒中后抑郁狀態(tài)的發(fā)生起重要作用，左側(cè)內(nèi)囊前肢白質(zhì)結(jié)構(gòu)異常可能參與了PSD的發(fā)病。本研究也存在一定局限性，在今后的研究中可擴(kuò)大樣本量，并對(duì)梗死灶部位進(jìn)行匹配，以進(jìn)一步探討PSD的生物學(xué)機(jī)制。