運(yùn)用VBM法研究創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙患者在腦結(jié)構(gòu)上的動(dòng)態(tài)變化

李浩浩 薛瑾艷 胡敏

[摘要] 目的 探討經(jīng)歷車禍以及目睹車禍創(chuàng)傷性事件后出現(xiàn)創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙（PTSD）患者腦內(nèi)結(jié)構(gòu)形態(tài)學(xué)的動(dòng)態(tài)改變。 方法 選取2019年1—12月在新疆維吾爾自治區(qū)石河子市公路上經(jīng)歷車禍交通事故就診于石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院及新疆維吾爾自治區(qū)石河子市人民醫(yī)院患者40例。其中經(jīng)歷車禍所致PTSD患者17例作為PTSD組和經(jīng)歷車禍但未發(fā)生PTSD患者23例作為非PTSD組。采用基于體素的形態(tài)學(xué)測(cè)量方法（VBM）對(duì)兩組腦圖像進(jìn)行后處理，比較PTSD組與非PTSD組在創(chuàng)傷事件1周、2個(gè)月時(shí)在腦結(jié)構(gòu)上的變化，比較PTSD組、非PTSD組第1次功能性磁共振成像（fMRI）與第2次fMRI在腦結(jié)構(gòu)上的變化。 結(jié)果 在車禍創(chuàng)傷事件1周時(shí)PTSD組與非PTSD組的fMRI檢查中腦結(jié)構(gòu)未見(jiàn)異常，在創(chuàng)傷事件后2個(gè)月時(shí)PTSD組較非PTSD組右側(cè)前額葉體積變?。≒ < 0.01，GRF校正）。非PTSD組在創(chuàng)傷事件后2個(gè)月較1周時(shí)的fMRI檢查中腦結(jié)構(gòu)檢查未見(jiàn)異常;PTSD組在創(chuàng)傷事件后2個(gè)月較第1周左側(cè)中央溝蓋及前扣帶回體積縮?。≒ < 0.01，GRF校正）。 結(jié)論 PTSD患者右側(cè)前額葉、前扣帶回及中央溝蓋等結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，可能是導(dǎo)致PTSD發(fā)病的重要因素，同時(shí)根據(jù)上述腦結(jié)構(gòu)是否改變有助于PTSD的早期診斷。

[關(guān)鍵詞] 創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙;功能性磁共振;腦結(jié)構(gòu);動(dòng)態(tài)變化

[中圖分類號(hào)] R749.5? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? ? ? ? [文章編號(hào)] 1673-7210（2020）10（b）-0013-04

[Abstract] Objective To investigate the dynamic changes in brain structure morphology of patients with post-traumatic stress disorder （PTSD） after experiencing or witnessing a traumatic accident such as car accident. Methods From January to December 2019， a total of 40 patients who experienced traffic accidents such as car accident on roads in Shihezi， Xinjiang Uygur Autonomous Region were selected and admitted to the First Affiliated Hospital， School of Medicine， Shihezi University and the Municipal People′s Hospital of Shihezi， Xinjiang Uygur Autonomous Region. Among them， 17 cases of the patients who experienced a car accident developed PTSD were treated as PTSD group and 23 cases of the patients who experienced a car accident but did not develop PTSD were treated as non-PTSD group. Voxel-based morphological measurement method （VBM） was used to post-process the brain images of the two groups. The brain structure changes in the PTSD group and the non-PTSD group at one week and two months of the traumatic event were compared. The brain structure changes of the first functional magnetic resonance imaging （fMRI） and the second fMRI were compared between the PTSD group and the non-PTSD group. Results No abnormalities were found in brain structure during fMRI examinations of the PTSD group and non-PTSD group at one week of the traumatic event. At two months after the traumatic event， the PTSD group had a smaller volume of the right prefrontal lobe than the non-PTSD group （P < 0.01， GRF adjusted）. No abnormalities were found in the brain structure of the non-PTSD group during fMRI examinations at two months after the traumatic event compared with one week. In the PTSD group， the volume of left central sulcus and anterior cingulate gyrus decreased at two months after the traumatic event compared with that at one week. （P < 0.01， GRF adjusted）. Conclusion Structural changes in the right frontal lobe， anterior cingulate gyrus， and central sulcus of PTSD patients may be important factors leading to the pathogenesis of PTSD. At the same time， based on whether these changes in brain structure as above may help in the early diagnosis of PTSD.

[Key words] Post-traumatic stress disorder; Functional magnetic resonance; Brain structure; Dynamic change

創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙（post-traumatic stress disorder，PTSD）是指?jìng)€(gè)體由異乎尋常的威脅性或?yàn)?zāi)難性心理創(chuàng)傷導(dǎo)致延遲出現(xiàn)和長(zhǎng)期持續(xù)的精神障礙，是一種慢性精神疾病[1]。隨著社會(huì)的發(fā)展，私家車不斷增多，交通事故逐年增加，由交通事故最終導(dǎo)致PTSD的人數(shù)不斷增多，因此有效避免或減少車禍后引發(fā)PTSD有重要意義。既往對(duì)PTSD腦部研究發(fā)現(xiàn)其島葉、前扣帶回、杏仁核、海馬及前額葉皮層等腦結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生改變[2-6]。既往的研究多以橫向研究為主，本實(shí)驗(yàn)研究PTSD患者在創(chuàng)傷暴露后1周、2個(gè)月時(shí)腦結(jié)構(gòu)的改變，觀察其腦結(jié)構(gòu)變化。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2019年1—12月在石河子市公路上經(jīng)歷車禍交通事故就診于石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院及新疆維吾爾自治區(qū)石河子市人民醫(yī)院的患者40例，根據(jù)是否發(fā)生PTSD分成PTSD組17例，非PTSD組23例。對(duì)于PTSD的診斷由兩名及以上精神科主治醫(yī)師進(jìn)行評(píng)定，遂跟蹤隨訪2個(gè)月，采用創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙檢查表第五版（the PTSD checklist for DSM-5，PCL-5），以總分≥33分為陽(yáng)性標(biāo)準(zhǔn)。本研究通過(guò)石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院倫理委員會(huì)審批，所有受試者均在研究前給予書面告知以及簽署知情同意書。所有PTSD患者診斷明確后并行功能性磁共振成像（fMRI）后由本組其他研究人員進(jìn)行干預(yù)治療。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①受試者或監(jiān)護(hù)人知情同意，愿意接受訪談并完善fMRI檢查;②年齡18～65歲，性別不限;③右利手患者。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①創(chuàng)傷事故發(fā)生時(shí)有昏迷情況，不能回憶事故場(chǎng)景;②事故發(fā)生前有精神疾病者及具有精神疾病的陽(yáng)性家族史者;③有腦器質(zhì)性病變及嚴(yán)重軀體性疾病病史者;④有酒精依賴史或藥物（物質(zhì)）濫用;⑤有MRI禁忌者。

1.2 MRI采集

在新疆石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院核磁共振室完成MRI采集，使用機(jī)型為美國(guó)GE公司生產(chǎn)的GEDiscovery MR750 3.0 T超導(dǎo)磁共振全身掃描儀和標(biāo)準(zhǔn)頭線圈。對(duì)患者均進(jìn)行相同參數(shù)的磁共振掃描，主要采用T1結(jié)構(gòu)像和梯度回波-回波成像序列（gradient echo，echo planar imaging，GRE-EPI）序列。T1結(jié)構(gòu)像掃描參數(shù)如下：TR 8.2 ms，TE 3.2 ms，翻轉(zhuǎn)角12°，視野256×256 mm2，矩陣256×256，層厚1.0 mm，層數(shù)148層，掃描時(shí)間 4 min 20 s。GRE-EPI序列掃描參數(shù)如下：TR=2000 ms，TE=30 ms，矩陣64×64，翻轉(zhuǎn)角90°，視野240×240 mm2，層厚4 mm，掃描32層，層間距0 mm，掃描時(shí)間8 min 20 s，包含245個(gè)時(shí)間點(diǎn)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

基于MATLAB平臺(tái)使用SPM8和基于體素的形態(tài)學(xué)測(cè)量方法（VBM）8對(duì)結(jié)構(gòu)像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。使用DPABI 4.0對(duì)影像結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)創(chuàng)傷事件2個(gè)月PTSD組和非PTSD組進(jìn)行雙樣本t檢驗(yàn)，GRF矯正（voxel p = 0.01，cluster p = 0.05）;對(duì)PTSD組內(nèi)的前后兩次VBM進(jìn)行配對(duì)t檢驗(yàn)，GRF矯正（voxel p = 0.01，cluster p = 0.05）。

采用SPSS 23.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，比較采用兩樣本t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料采用例數(shù)或百分率表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)。相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)分析。以P < 0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組一般資料比較

兩組在性別、年齡、文化程度方面比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P > 0.05），具有可比性。見(jiàn)表1。

2.2 兩組在1個(gè)月時(shí)與2個(gè)月時(shí)PCL-5量表得分比較

1、2個(gè)月時(shí)，PTSD組PCL-5量表得分高于非PTSD組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05）。見(jiàn)表2。

2.3 車禍創(chuàng)傷事件2個(gè)月時(shí)PTSD組和非PTSD組腦體積上比較

與非PTSD組比較，車禍創(chuàng)傷事件2個(gè)月時(shí)PTSD組大腦右側(cè)前額葉體積縮小（P < 0.01，GRF校正），余腦區(qū)未見(jiàn)異常。腦區(qū)（AAL）前額葉半球右側(cè)峰值MNI坐標(biāo)x軸為18、y軸為51、z軸為-3，體素?cái)?shù)量為571，峰點(diǎn)T值為-4.9351。峰值MNI可表示在差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的腦區(qū)存在最大體素的位置。見(jiàn)圖1。

2.4 經(jīng)歷車禍創(chuàng)傷事件后1周與2個(gè)月PTSD組腦體積的前后比較

PTSD組在創(chuàng)傷事件后2個(gè)月較1周時(shí)檢查在左側(cè)中央溝蓋、扣帶回體積縮小（P < 0.01，GRF校正），余腦區(qū)未見(jiàn)異常。見(jiàn)圖2、表3。

2.5 兩組fMRI檢查中腦結(jié)構(gòu)比較

在車禍創(chuàng)傷事件1周時(shí)PTSD組與非PTSD組的fMRI檢查中腦結(jié)構(gòu)未見(jiàn)異常，非PTSD組在創(chuàng)傷事件后2個(gè)月較1周時(shí)的fMRI檢查中腦結(jié)構(gòu)未見(jiàn)異常。

2.6 PTSD組腦結(jié)構(gòu)的改變與PCL-5之間的相關(guān)性分析

3 討論

VBM是將人腦作為一個(gè)整體進(jìn)行研究，可分傳統(tǒng)的VBM及優(yōu)化的VBM，傳統(tǒng)的VBM法主要檢測(cè)兩組人腦結(jié)構(gòu)中腦灰質(zhì)和腦白質(zhì)的密度差異，不能計(jì)算出實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組人群腦灰質(zhì)和腦白質(zhì)體積上的差異，而優(yōu)化后的VBM則克服了這個(gè)缺點(diǎn)。優(yōu)化后的VBM可以客觀且無(wú)偏倚地評(píng)估全腦的變化情況[7]。既往關(guān)于PTSD的神經(jīng)影像學(xué)研究，多在創(chuàng)傷暴露后數(shù)周、數(shù)月、甚至數(shù)年[8]。而孫雅文等[9]在事故發(fā)生后第2天對(duì)人群進(jìn)行影像學(xué)檢查，并推測(cè)PTSD患者前扣帶回、額葉、顳葉、島葉及中腦等灰質(zhì)容積下降在創(chuàng)傷暴露前已經(jīng)存在。然而本研究顯示PTSD組在創(chuàng)傷后1周時(shí)腦部結(jié)構(gòu)未發(fā)現(xiàn)改變，創(chuàng)傷后2個(gè)月時(shí)PTSD患者右側(cè)前額葉體積有所減少，故此本研究推測(cè)PTSD患者腦結(jié)構(gòu)的改變是在創(chuàng)傷暴露后發(fā)生的。同時(shí)PTSD患者在1周與2個(gè)月時(shí)在中央鉤蓋及前扣帶回的體積上發(fā)生改變。

正常的前額葉可以對(duì)杏仁核起到抑制作用[10]，而杏仁核是抑制習(xí)得性恐懼的腦功能區(qū)[11].，由于PTSD患者前額葉損傷，繼而對(duì)杏仁核抑制作用減弱，杏仁核的病理活動(dòng)增強(qiáng)，從而使PTSD患者痛苦記憶不斷闖入導(dǎo)致恐懼情緒?？謶智楦械恼{(diào)節(jié)異常是導(dǎo)致PTSD的發(fā)病機(jī)制之一[12]，所以PTSD患者存在前額葉-杏仁核神經(jīng)環(huán)路的功能失調(diào)，杏仁核以及前扣帶回的灰質(zhì)容積下降可能與此有關(guān)[3，13]。

有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，內(nèi)側(cè)前額葉與大腦的情緒調(diào)節(jié)有關(guān)，PTSD患者的內(nèi)側(cè)前額葉存在結(jié)構(gòu)和功能異常[14-15]，Britton等[16]采用PET技術(shù)對(duì)16例戰(zhàn)爭(zhēng)后PTSD患者進(jìn)行研究，個(gè)體在對(duì)創(chuàng)傷事件回想時(shí)，影像學(xué)提示內(nèi)側(cè)前額葉激活降低。有研究發(fā)現(xiàn)[17]，杏仁核和額中均受到不同程度的損傷，其損傷程度與臨床癥狀呈正比。推測(cè)杏仁核和額中回腦區(qū)（本研究顯示為右側(cè)前額葉其包含額中回）結(jié)構(gòu)受損可能是PTSD患者情感和記憶功能紊亂的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。同時(shí)中央溝蓋受損情況與消極觀念呈正比，可能參與PTSD的形成[18]。

扣帶回前部（anterior cingulate cortex，ACC）和后部（posterior cingulate）是邊緣系統(tǒng)功能及形態(tài)結(jié)構(gòu)不同的兩個(gè)區(qū)域。既往的研究發(fā)現(xiàn)ACC在認(rèn)知功能上起到重要作用，而且在情緒功能上亦有作用[19]，ACC功能連接異?？赡軐?dǎo)致情緒低落[20]。根據(jù)功能，其在解剖上被分為前部和后部、背部和腹部[21]。有相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)[22]，經(jīng)歷重大創(chuàng)傷事件后最終發(fā)展為PTSD的患者前扣帶回較正常對(duì)照組血流量相比明顯降低，PTSD患者對(duì)創(chuàng)傷事件的痛苦回憶、警惕性增加、敏感多疑、學(xué)習(xí)能力以及執(zhí)行能力下降，ACC的認(rèn)知功能和情緒功能損害可能有聯(lián)系。本研究顯示，PTSD組前扣帶回上發(fā)生改變，非PTSD組未見(jiàn)異常，所以推測(cè)，前扣帶回、右側(cè)前額葉及中央溝蓋等這些與情緒控制、調(diào)節(jié)及記憶功能相關(guān)的腦結(jié)構(gòu)改變可能是發(fā)生PTSD癥狀的危險(xiǎn)因素之一。本研究還顯示，PTSD患者右側(cè)前額葉的損傷程度與PCL-5得分呈正相關(guān)，說(shuō)明右側(cè)前額葉體積改變程度越大其PCL-5得分越高，創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙越嚴(yán)重。

PTSD患者腦功能區(qū)在海馬、杏仁核、島葉等發(fā)生改變，但本研究并未發(fā)現(xiàn)異常，猜測(cè)可能與創(chuàng)傷事件的類型不同有關(guān)，而且本研究的樣本量較少，對(duì)PTSD特定腦區(qū)結(jié)構(gòu)改變的研究還需進(jìn)一步的大樣本研究。

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（收稿日期：2020-02-24）