磁共振擴(kuò)散張量成像對(duì)卒中后抑郁的診斷價(jià)值

陳玥寰，隋汝波

錦州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，遼寧 錦州 125100；*通信作者 隋汝波 srb7246@163.com

急性缺血性卒中是單病種致殘率最高的疾病。卒中后抑郁（poststroke depression，PSD）發(fā)生于卒中后，表現(xiàn)為一系列抑郁癥狀和相應(yīng)軀體癥狀的綜合征，是卒中后常見(jiàn)并發(fā)癥，其發(fā)病率逐年增加，累計(jì)患病率可達(dá)55%[1]。PSD神經(jīng)精神功能惡化對(duì)卒中患者身體功能恢復(fù)和生活質(zhì)量均有很大影響，具有高發(fā)生率、高自殘率的特點(diǎn)，甚至?xí)黾铀劳鲲L(fēng)險(xiǎn)。然而，PSD的發(fā)病機(jī)制目前尚未明確，臨床工作中PSD主要根據(jù)病史及相關(guān)心理量表診斷，易受測(cè)評(píng)者主觀因素影響，極易漏診及誤診，缺乏早期診斷的特異性指標(biāo)[2]。因此，進(jìn)一步深入研究PSD的影響因素，為PSD的早期診斷和治療提供有效的客觀依據(jù)，具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

擴(kuò)散張量成像（DTI）是近年發(fā)展起來(lái)的MRI新技術(shù)，可將生理、解剖和影像緊密結(jié)合，已用于觀察抑郁癥、癡呆、帕金森病等認(rèn)知功能障礙患者腦白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能改變[3]，但用于觀察PSD患者腦內(nèi)結(jié)構(gòu)改變的研究較為少見(jiàn)。各向異性分?jǐn)?shù)（FA）值是DTI檢查中常用的定量分析參數(shù)，可反映腦白質(zhì)纖維束的完整性，老年抑郁癥患者腦白質(zhì)纖維束存在異常[4]。抑郁的產(chǎn)生并非顱內(nèi)某單一功能區(qū)獨(dú)自作用的結(jié)果，而是與多個(gè)功能區(qū)的損害相關(guān)聯(lián)[5]。作為情感產(chǎn)生的邊緣系統(tǒng)以及情感調(diào)節(jié)的高級(jí)中樞，額葉在抑郁癥的發(fā)生發(fā)展中發(fā)生了改變[6]，而PSD作為一種特殊的抑郁，可能具有類似的表現(xiàn)及發(fā)病機(jī)制。另外，解剖學(xué)上認(rèn)為任何部位的腦損害均會(huì)通過(guò)該病變部位與小腦間的突觸聯(lián)系引起對(duì)側(cè)遠(yuǎn)隔部位的小腦改變，即交叉性小腦神經(jīng)功能聯(lián)系不能[7-8]。相關(guān)研究初步證實(shí)小腦可能參與PSD的發(fā)生，但其研究部位單一，且未將小腦與其他傳統(tǒng)抑郁相關(guān)部位進(jìn)行統(tǒng)一檢測(cè)[9]。本研究擬利用DTI定量分析PSD患者小腦與傳統(tǒng)抑郁相關(guān)部位如額葉及邊緣系統(tǒng)（扣帶回、海馬、杏仁核）白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變，并研究其FA值與抑郁嚴(yán)重程度的相關(guān)性，探討PSD的發(fā)病機(jī)制。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 回顧性選擇2020年10月—2021年10月錦州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科急性缺血性腦卒中患者39例，男21例，女18例，年齡48～74歲?；颊呔?jīng)影像檢查證實(shí)為單側(cè)基底節(jié)區(qū)卒中，發(fā)病7 d內(nèi)入院。分別于卒中急性期及隨后的1、3、6個(gè)月行抑郁自評(píng)量表及24項(xiàng)漢密爾頓抑郁量表（Hamilton depression scale，HAMD）[10]測(cè)評(píng)，根據(jù)測(cè)評(píng)結(jié)果將患者分為PSD組19例及非PSD組20例。同時(shí)對(duì)每例入組者于卒中急性期行DTI檢查，并根據(jù)隨訪的抑郁測(cè)評(píng)結(jié)果及時(shí)復(fù)查DTI。選擇年齡、受教育程度與PSD組相匹配的健康志愿者20例作為正常對(duì)照，無(wú)抑郁、焦慮個(gè)人史或家族史、無(wú)腦血管意外病史，經(jīng)HAMD測(cè)評(píng)排除抑郁狀態(tài)。

急性缺血性腦卒中患者納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合《中國(guó)急性缺血性腦卒中診治指南2014》中缺血性腦卒中的診斷標(biāo)準(zhǔn)[11]；②符合國(guó)際疾病分類第10版抑郁發(fā)作診斷標(biāo)準(zhǔn)[12]，由1名神經(jīng)心理學(xué)醫(yī)師行24項(xiàng)HAMD測(cè)評(píng)，總分均>7分者納入PSD組，8～17分為輕度抑郁，18～24分為中度抑郁，>24分為重度抑郁。排除標(biāo)準(zhǔn)：①既往有腦血管病事件及其他腦部器質(zhì)性疾病；②存在抑郁、焦慮等精神疾病個(gè)人史或家族史；③存在MRI檢查禁忌證或不能配合完成檢查；④精神發(fā)育遲滯、嚴(yán)重視力、聽(tīng)力障礙及失語(yǔ)，不能配合完成量表評(píng)定；⑤酒精和藥物濫用或伴嚴(yán)重軀體疾病。本研究經(jīng)錦州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（202256），所有受試者均簽署知情同意書(shū)。

1.2 臨床資料收集 記錄研究對(duì)象的年齡、性別、受教育程度、煙酒史及藥物史等。檢測(cè)血壓、血糖、血脂、血常規(guī)、尿常規(guī)、肝、腎功能等。檢查頭部CT或MRI、超聲心動(dòng)圖、心電圖、頸動(dòng)脈超聲、經(jīng)顱多普勒等。應(yīng)用美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院卒中量表（national institute of health stroke scale，NIHSS）評(píng)分評(píng)估PSD及非PSD組1 d及14 d神經(jīng)功能缺損情況。

1.3 方法

1.3.1 抑郁狀態(tài)測(cè)評(píng) 所有測(cè)試均由同一位具有3年臨床經(jīng)驗(yàn)、經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的神經(jīng)內(nèi)科醫(yī)師進(jìn)行雙盲判定。所有受試者先行抑郁自評(píng)量表（self-rating depression scale，SDS）測(cè)評(píng)進(jìn)行初篩，使用HAMD對(duì)抑郁嚴(yán)重程度進(jìn)行測(cè)評(píng)。

1.3.2 FA值測(cè)量 應(yīng)用飛利浦Achieva 3.0T MRI儀，檢查前用泡沫墊、真空囊等固定受試者頭部并要求其閉目平臥，最大限度地減少頭部及其他部位運(yùn)動(dòng)。MRI平掃對(duì)患者進(jìn)行常規(guī)檢查，包括橫斷位T1WI、T2WI、擴(kuò)散加權(quán)成像及DTI。擴(kuò)散加權(quán)成像采用自旋回波平面成像（SE-EPI）序列，范圍為顱頂?shù)秸砉谴罂?；擴(kuò)散敏感梯度方向25個(gè)， b=1 000 s/mm2。通過(guò)對(duì)軸位進(jìn)行掃描得到DTI（b=0），掃描參數(shù)：TR 17 000 ms，TE 85.4 ms，矩陣240×240，視野24×24 cm，層厚2 mm，層間隔0，掃描層數(shù)65層，掃描時(shí)間7 min 39 s，像素大小2 mm×2 mm×2 mm。

將DTI的原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入DTI-Studio 2.40（Baltimore，MD）軟件獲得彩色張量圖像和FA圖。由研究者手動(dòng)在FA圖上選取雙側(cè)對(duì)稱部位的小腦中腳、下腳、前額葉、扣帶回、海馬、杏仁核共12個(gè)部位為感興趣區(qū)（ROI），盡量避免不相關(guān)組織，并盡量滿足所有受試者層面相同、雙側(cè)對(duì)稱、大小相同，面積為24 cm2。參照彩色張量圖像，每個(gè)ROI反復(fù)測(cè)量3次取平均值。所有操作均由同一位經(jīng)驗(yàn)豐富的放射科醫(yī)師進(jìn)行，并將圖像存于光盤(pán)內(nèi)，在同一時(shí)間測(cè)量。本研究將PSD組及非PSD組缺血性腦卒中病灶同側(cè)、對(duì)側(cè)研究部位FA值分別與正常對(duì)照組進(jìn)行對(duì)比，正常對(duì)照組對(duì)比左、右側(cè)研究部位FA值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 使用SPSS 21.0軟件。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以±s表示，兩組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，多組間比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用Dunnett法；計(jì)數(shù)資料以例數(shù)表示，采用χ2檢驗(yàn)。使用多重線性回歸分析FA值與HAMD及14 d NIHSS評(píng)分的相關(guān)性。應(yīng)用Pearson相關(guān)分析DTI參數(shù)與臨床資料的關(guān)系。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料 各組間年齡、性別、教育年限、低密度脂蛋白、血糖差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）；PSD組與非PSD組1 d NIHSS評(píng)分差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），14 d NIHSS評(píng)分差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；PSD組SDS評(píng)分、HAMD評(píng)分較非PSD組及正常對(duì)照組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），見(jiàn)表1。

表1 PSD、非PSD、正常對(duì)照組一般資料比較

2.2 3組各ROI的FA值比較 PSD組前額葉、海馬、扣帶回及胼胝體膝部的病灶側(cè)，小腦中腳、小腦下腳的病灶對(duì)側(cè)，F(xiàn)A值均顯著低于對(duì)側(cè)（P<0.05）；其與非PSD組及正常對(duì)照組相應(yīng)ROI的FA值比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。非PSD組、正常對(duì)照組兩側(cè)各ROI的FA值，兩組間同一部位的FA值差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均>0.05），見(jiàn)圖1、表2。

圖1 PSD組各腦區(qū)FA圖。A.前額葉；B.扣帶回；C.杏仁核；D.小腦上腳；E.小腦中腳；F.小腦下腳

表2 PSD、非PSD、正常對(duì)照組各研究部位FA值比較（±s）

表2 PSD、非PSD、正常對(duì)照組各研究部位FA值比較（±s）

注：PSD：卒中后抑郁；a與PSD組另一側(cè)比較， P<0.05；b與非PSD組相應(yīng)ROI比較， P<0.05；c與正常對(duì)照組相應(yīng)ROI比較，P<0.05

前額葉 0.638±0.091abc 0.720±0.024 0.728±0.016 0.726±0.015 0.736±0.031 0.736± 0.028 0.730±0.020海馬 0.650±0.041abc 0.720±0.017 0.724±0.014 0.723±0.014 0.727±0.025 0.726±0.012杏仁核0.727±0.018 0.723±0.016 0.725±0.024 0.718±0.014 0.728±0.015 0.730±0.026胼胝體（膝部、壓部） 0.664±0.035abc 0.725±0.012 0.729±0.027 0.735±0.026 0.729±0.014 0.730±0.023扣帶回0.644±0.026abc 0.725±0.019 0.747±0.034 0.726±0.020 0.761±0.030 0.721±0.021小腦中腳 0.724±0.011 0.645±0.083abc0.738±0.024 0.728±0.022 0.732±0.021 0.745±0.026小腦上腳0.724±0.012 0.723±0.009 0.724±0.021 0.732±0.026 0.715±0.011小腦下腳0.721±0.014 0.654±0.045abc 0.724±0.017 0.734±0.029 0.717±0.011 0.742±0.031

2.3 FA值與HAMD及14 d NIHSS評(píng)分的多重線性回歸分析 分別以HAMD評(píng)分、14 d NIHSS評(píng)分作為因變量，將各ROI的FA值作為自變量行線性回歸分析，結(jié)果顯示14 d NIHSS評(píng)分與各ROI的FA值不存在回歸性（R2調(diào)整=0.212，P=0.139），HAMD評(píng)分與各ROI的FA值存在回歸性（R2調(diào)整=0.954，P<0.05）。

HAMD評(píng)分與各ROI的FA值的多重線性回歸分析結(jié)果顯示，病灶側(cè)前額葉、海馬、扣帶回及胼胝體膝部與病灶對(duì)側(cè)小腦中腳、小腦下腳呈顯著相關(guān)（r=-3.314～-2.044，P均<0.05），見(jiàn)表3。

表3 FA值與HAMD評(píng)分的多重線性回歸分析

2.4 小腦與傳統(tǒng)抑郁相關(guān)部位前額葉、邊緣系統(tǒng)FA值的相關(guān)性 對(duì)PSD組有回歸意義的小腦中腳及小腦下腳FA值與差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的傳統(tǒng)抑郁相關(guān)部位FA值進(jìn)行Pearson相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)小腦中腳病灶對(duì)側(cè)FA值與病灶側(cè)前額葉、海馬、扣帶回及胼胝體膝部FA值呈顯著正相關(guān)（r=0.977、0.752、0.637、0.539，P<0.05），小腦下腳病灶對(duì)側(cè)FA值與上述部位無(wú)相關(guān)性（r=0.380、0.434、0.219、0.281，P>0.05）。

3 討論

隨著醫(yī)學(xué)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，腦卒中的病死率得到很好的控制，但PSD作為卒中后的并發(fā)癥，發(fā)病率仍較高，嚴(yán)重影響卒中患者的治療和預(yù)后，極大地增加了患者的家庭和社會(huì)負(fù)擔(dān)。目前關(guān)于PSD機(jī)制已有神經(jīng)解剖學(xué)說(shuō)、遺傳機(jī)制、神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制、社會(huì)心理學(xué)說(shuō)等多種學(xué)說(shuō)[13]。DTI應(yīng)用十分廣泛，是目前唯一實(shí)現(xiàn)無(wú)創(chuàng)繪制活體大腦白質(zhì)神經(jīng)纖維通路的方法。本研究主要針對(duì)神經(jīng)解剖學(xué)說(shuō)，利用DTI探討PSD的發(fā)病機(jī)制并為PSD的早期診斷提供新的思路。

3.1 額葉 纖維束方向性和完整性存在損害的白質(zhì)區(qū)域均顯示FA值下降，F(xiàn)A值趨近于0則表示纖維束發(fā)育不成熟，脫髓鞘或者纖維軸索破壞。本研究結(jié)果顯示PSD組病灶側(cè)前額葉FA值明顯低于對(duì)照組，與組內(nèi)病灶對(duì)側(cè)亦存在顯著差異，表明PSD患者額葉結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變。額葉作為情感網(wǎng)絡(luò)的重要組成部位[14]，參與情緒的控制與調(diào)節(jié)，基底節(jié)區(qū)梗死病灶可能破壞了同側(cè)大腦額葉皮層的投射纖維，進(jìn)而導(dǎo)致情感障礙的發(fā)生。楊偉毅等[15]證實(shí)PSD患者額葉白質(zhì)FA值低于非PSD患者，提示PSD的發(fā)生可能與前額葉背外側(cè)神經(jīng)環(huán)路受損導(dǎo)致腦白質(zhì)纖維束細(xì)微結(jié)構(gòu)改變有關(guān)。

3.2 邊緣系統(tǒng) 抑郁癥患者腦結(jié)構(gòu)功能的改變與邊緣系統(tǒng)-皮層-紋狀體-蒼白球-丘腦神經(jīng)環(huán)路有關(guān)[16-17]。大腦邊緣作為重要一環(huán)在啟動(dòng)和調(diào)節(jié)行為和情感反應(yīng)中起著重要作用，本研究還測(cè)定了入組患者雙側(cè)邊緣系統(tǒng)（扣帶回、海馬、杏仁核）及胼胝體的FA值，結(jié)果顯示PSD組病灶側(cè)海馬、扣帶回及胼胝體膝部的FA值明顯低于對(duì)側(cè)，與非PSD組及正常對(duì)照組相應(yīng)ROI的FA值亦存在顯著差異，說(shuō)明PSD患者病灶側(cè)海馬、扣帶回及胼胝體膝部的白質(zhì)纖維束結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于PSD與邊緣系統(tǒng)的研究尚無(wú)明確結(jié)論[18-19]，而抑郁癥等精神疾病的研究結(jié)果較為一致，主要表現(xiàn)為前扣帶回、杏仁核、海馬等多個(gè)功能網(wǎng)絡(luò)的功能連接損傷[20-23]，與本研究結(jié)果基本相同。本研究未發(fā)現(xiàn)杏仁核的改變，可能與研究對(duì)象群體及ROI的具體劃分不同有關(guān)。本研究還發(fā)現(xiàn)非PSD組上述部位分別與對(duì)照組比較均無(wú)顯著差異，說(shuō)明卒中后無(wú)抑郁者上述ROI未發(fā)生改變，該結(jié)果更加支持了邊緣系統(tǒng)的改變與PSD有關(guān)。

3.3 小腦 關(guān)于PSD患者小腦結(jié)構(gòu)的改變，本研究結(jié)果與本課題組前期研究結(jié)果一致，均表現(xiàn)為病灶對(duì)側(cè)小腦中腳及小腦下腳FA值降低，且有顯著意義。Alalade等[24]在臨床上發(fā)現(xiàn)小腦-內(nèi)側(cè)前額葉、小腦蚓部-扣帶回連接減少，亦為小腦在情感障礙中發(fā)揮重要作用提供了依據(jù)。為進(jìn)一步明確上述有顯著差異ROI的FA值改變與PSD的關(guān)系，本研究以HAMD評(píng)分為因變量、以FA值為自變量行多重線性回歸分析，發(fā)現(xiàn)其具有顯著回歸性，可以解釋95.4%的HAMD評(píng)分的變化。然而，以NIHSS評(píng)分為因變量的回歸分析結(jié)果顯示無(wú)意義，進(jìn)一步說(shuō)明上述ROI白質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)的改變與PSD明確相關(guān)，而與梗死的嚴(yán)重程度無(wú)關(guān)。Kelly等[25]研究發(fā)現(xiàn)自閉癥患者前內(nèi)側(cè)額葉和對(duì)側(cè)小腦半球之間存在功能連接。

本研究發(fā)現(xiàn)具有顯著差異的前額葉、海馬、扣帶回位于病灶側(cè)，而小腦的改變則位于病灶對(duì)側(cè)，即交叉性小腦神經(jīng)功能聯(lián)系不能現(xiàn)象。

綜上，本研究初步證實(shí)PSD患者的前額葉、邊緣系統(tǒng)及小腦結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，目前也有多項(xiàng)研究支持該結(jié)果，但其研究部位多分散，未將同一PSD群體的多個(gè)ROI進(jìn)行統(tǒng)一分析，本研究對(duì)此實(shí)現(xiàn)了初步探究。此外，筆者還發(fā)現(xiàn)PSD組患者的病灶對(duì)側(cè)小腦中腳FA值改變與病灶側(cè)前額葉、扣帶回、海馬及胼胝體膝部FA值改變均具有相關(guān)性。這一結(jié)果提示小腦結(jié)構(gòu)的改變對(duì)PSD的意義更為突出與重要，而且多項(xiàng)研究也證實(shí)了電刺激小腦能夠明顯改善PSD患者癥狀[26-27]，可能為PSD的早期診斷和治療提供簡(jiǎn)潔有效的依據(jù)。本研究中小腦上腳FA值與上述部位無(wú)相關(guān)性，可能與進(jìn)入小腦的纖維束多于小腦中腳走行有關(guān)。

3.4 本研究的局限性 樣本量偏小，今后需要擴(kuò)大樣本量進(jìn)一步深入研究；僅對(duì)PSD患者腦部結(jié)構(gòu)的改變進(jìn)行探討，未能從神經(jīng)代謝及功能水平對(duì)其進(jìn)行研究，仍需進(jìn)一步探索。

本研究應(yīng)用DTI進(jìn)一步證實(shí)小腦參與了PSD的發(fā)生，并且與其他PSD相關(guān)部位（額葉、扣帶回、海馬、胼胝體膝部）具有顯著相關(guān)性，初步證實(shí)小腦在PSD發(fā)生中具有重要意義，為深入研究PSD的發(fā)病機(jī)制提供思路，進(jìn)而為PSD的早期診斷及早期預(yù)防提供新的線索。