創(chuàng)傷后應急障礙患者認知功能改變與彌散張量成像的相關性研究

孫德勇，張　楠

創(chuàng)傷后應急障礙患者認知功能改變與彌散張量成像的相關性研究

孫德勇，張楠

［摘要］目的探討創(chuàng)傷后應激障礙（PTSD）作為個體暴露于異常強烈的精神應激人群認知功能的改變與腦白質(zhì)神經(jīng)纖維完整性的關系。方法通過韋氏記憶量表、威斯康星卡片分類測驗分別對PTSD組患者和健康組患者進行量表評估，然后利用彌散張量成像（DTI）觀察PTSD組異常腦區(qū)，根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，進而探討PTSD認知功能改變與異常腦區(qū)白質(zhì)纖維完整性的關系。結(jié)果左側(cè)小腦FA值與韋氏記憶量表中的理解、聯(lián)想、再生3項，以及WSCT中的正確反應數(shù)（CT）呈正相關（r＝0.586，P＝0.003；r＝0.457，P＝0.021；r＝0.463，P＝0.014；r＝0.505，P＝0.008），胼胝體FA值與WSCT的分類數(shù)、韋氏記憶量表中長時記憶呈正相關（r＝0.568，P＝0.004；r＝0.498，P＝0.006）。結(jié)論PTSD組患者認知功能的異常改變與胼胝體壓部腦白質(zhì)異常增生及右側(cè)小腦神經(jīng)纖維缺失有關。

［關鍵詞］創(chuàng)傷后應激障礙；認知功能；彌散張量成像

創(chuàng)傷后應激障礙（post-traumatic stress disorder，PTSD）是個體暴露于異常強烈的精神應激后延遲發(fā)生的一類臨床癥狀嚴重、極大損害精神健康的應激相關障礙［1］。其臨床表現(xiàn)多樣，主要包括創(chuàng)傷經(jīng)歷再體驗、警覺性增高、回避行為、負性的認知和情緒等四大癥候群。目前，隨著突發(fā)性災害事件的逐年增多，災民的心理狀態(tài)受到關注，該類疾病逐漸成了醫(yī)學界研究的重點［2］。

目前PTSD的發(fā)病機制仍不明確，其診斷主要依賴于臨床癥狀評估，缺少客觀的生物學指標。神經(jīng)影像學技術如正電子發(fā)射計算機斷層掃描、單光子發(fā)射計算機體積掃描及磁共振成像等可用于研究PTSD患者的腦功能或結(jié)構(gòu)改變，有助于揭示PTSD的發(fā)病機制，進而尋找有效的預測、診斷及治療評估指標。國內(nèi)外的相關研究發(fā)現(xiàn)PTSD患者存在一系列腦功能和結(jié)構(gòu)的異常，這些結(jié)果主要集中在海馬、內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)、杏仁核、島葉及胼胝體等部位［3］。本文就PTSD患者認知功能改變與異常腦區(qū)的關系進行探討分析。

1　資料與方法

1.1一般資料PTSD組納入標準：（1）符合國際疾病與相關健康問題統(tǒng)計分類（第10版）；（2）PTSD檢查量表平民版篩查問卷評分≥44分；（3）首次發(fā)病。排除標準：（1）5 d以上意識昏迷史；（2）存在明確的神經(jīng)系統(tǒng)疾病史；（3）存在腦外傷病史；（4）存在精神病史；（5）有藥物濫用現(xiàn)象；（6）不能配合完成檢查。非納入標準：（1）經(jīng)歷或目睹重大精神創(chuàng)傷事件；（2）PTSD檢查量表平民版篩查問卷評分＜44分；（3）無藥物濫用現(xiàn)象。

1.2方法

1.2.1神經(jīng)心理學測試（1）韋氏記憶量表（Wechsler Memory Scale，WMS）采用龔耀先修訂的甲式韋氏記憶量表（WMS）評估記憶。包括1-100、100-1、累加、短時記憶、長時記憶、記圖、再認、再生、聯(lián)想、觸摸、理解、背數(shù)十二個分測驗。其中觸摸分未進行，取其加權分［4］。（2）威斯康星卡片分類測驗（WSCT）：該測驗由HeatonR.K1981年編制，采用Spaulding的設計的計算機軟件版本來操作。操作時不把分類順序和原則告訴受試者，只告知其每次選擇是否正確［5］。

為保證量表評估的可信度，所有評估均由2名副高以上職稱的醫(yī)師采用單盲法評估研究對象。

1.2.2彌散張量成像（DTI）數(shù)據(jù)采集采用GE3.0 T Discovery750磁共振全身掃描儀及頭部相控陣線圈對所有受試者進行常規(guī)磁共振掃描和FA值采集，成像范圍覆蓋全腦。常規(guī)磁共振掃描參數(shù)：采用自旋回波（SE）脈沖序列獲取T1WI解剖像，重復時間（repetition time，TR）＝8.2 ms，回波時間（echo time，TE）＝3.2 ms，翻轉(zhuǎn)角（flip angle）＝12°，矩陣＝256×256，視野（field view，F(xiàn)OV）＝240 mm×240 mm，層厚＝1.2mm，層間距＝1.2mm，層數(shù)＝136。彌散張量成像掃描參數(shù)：重復時間（repetition time，TR）：8000ms；回波時間（echo time，TE）：minimum；視野（field view，F(xiàn)OV）：240 mm×240 mm；掃描矩陣（Matrix）：128 mm×128 mm；層厚：2.5 mm；層間距＝0 mm；層數(shù)：53梯度方向：15；b值：2個，0，1000；脈沖重復激發(fā)次數(shù)（number of excitations，NEX）：2；掃描時間：4分24秒；獲得圖像848幅。

1.2.3數(shù)據(jù)預處理在參數(shù)指標圖的統(tǒng)計分析前，首先要進行圖像的預處理，通過預處理來消除被試大腦間的差異，以方便將所有采集到的磁共振數(shù)據(jù)融合到一起進行分析；同時要通過相應的處理過程提高圖像的信噪比。為了消除不同人大腦間的差異，使不同的患者或者健康對照組的大腦體素一一對準，必須使用預處理后的參數(shù)指標圖與標準模板進行配準。由于SPM或者FSL均沒有提供FA、MD等指標的標準模板，通常要通過下面的方法實現(xiàn)參數(shù)圖像的標準化，首先將被試者的b0圖用全腦T2W1標準模板進行配準，再將配準生成的參數(shù)寫到各個被試的參數(shù)圖中去，從而實現(xiàn)參數(shù)指標圖的配準。

采用SPSS 17.0統(tǒng)計學軟件進行處理分析，計量資料以均數(shù)±標準差（±s）表示。統(tǒng)計方法采用t檢驗，χ2檢驗及Pearson相關分析等。

2　結(jié)　果

2.1PTSD組與健康組一般資料比較PTSD組與健康組受試者一般資料方面差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。見表1。

表1　PTSD組與健康組的人口學和臨床資料比較

2.2PTSD組與健康組量表評估比較

2.2.1PTSD組與健康組的記憶比較在韋氏記憶量表中，PTSD組的1-100、長時記憶、短時記憶、再生、聯(lián)想、觸摸、理解、記圖、記商均有顯著性差異（P＜0.05）。見表2。

表2　PTSD組與健康組韋氏記憶量表比較

2.2.2PTSD組與健康組執(zhí)行功能的比較在威斯康星卡片分類測試測驗中，在總測驗次數(shù)（TT）兩組之間無統(tǒng)計學差異（P＞0.05）的情況下，PTSD組的正確數(shù)（CT）和分類數(shù)（Categories）明顯少于健康組，有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。錯誤總數(shù)（TE）、持續(xù)錯誤數(shù)（PE）、隨機錯誤數(shù)（RE）明顯多于健康組，具有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。見表3。

2.3PTSD組與健康組腦白質(zhì)各向異性FA值比較見表4，圖1、2。

2.4PTSD組FA值與認知功能的相關分析PTSD組有差異腦區(qū)的FA值同異常的神經(jīng)心理測驗成績做相關分析，結(jié)果顯示左側(cè)小腦FA值與韋氏記憶量表中的理解、聯(lián)想、再生3項，以及WSCT中的正確反應數(shù)（CT）呈正相關（r＝0.586，P＝0.003；r＝0.457，P＝0.021；r＝0.463，P＝0.014；r＝0.505，P＝0.008），胼胝體FA值與WSCT的分類數(shù)、韋氏記憶量表中長時記憶呈正相關（r＝0.568，P＝0.004；r＝0.498，P＝0.006）。而其余有差異腦區(qū)的FA值與異常的神經(jīng)心理測驗成績的相關分析差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。

表3　PTSD組與健康組威斯康星卡片分類測試比較

表4　PTSD組與健康組腦白質(zhì)各向異性FA值比較

3　討　論

PTSD患者的記憶減退是一種常見的病理表現(xiàn)［6］。除此之外，人們在經(jīng)歷創(chuàng)傷后也會出現(xiàn)記憶功能的改變，這種改變表現(xiàn)在經(jīng)歷創(chuàng)傷并且發(fā)展成為PTSD的人群中更為明顯［7］。該研究結(jié)果顯示：PTSD組在韋氏記憶量表中，PTSD組的1-100、長時記憶、短時記憶、再生、聯(lián)想、觸摸、理解、記圖、記商均有顯著性差異（P＜0.05）。說明PTSD患者存在一定的記憶損害，再學習能力存在一定程度的減低。

圖1　病例組較對照組FA增高的區(qū)域

圖2　病例組較對照組FA減低的區(qū)域

海馬負責陳述性記憶并將新的記憶歸檔，并參與環(huán)境信息的加工，在學習和記憶中發(fā)揮著重要作用?？蹘Щ匕ū硞?cè)和腹側(cè)，背側(cè)ACC（扣帶皮質(zhì)前部）參與執(zhí)行/認知處理及對情緒的有意識調(diào)控，腹側(cè)ACC參與情緒的自主控制、沖突監(jiān)測以及情緒刺激的注意控制。國內(nèi)外諸多專家及學者的實驗也證明了PTSD患者確實存在著海馬、扣帶回結(jié)構(gòu)的異常。如Wang等［8］采用4T磁共振成像對PTSD患者進行研究，結(jié)果顯示海馬體積減小主要位于CA3區(qū)和齒狀回。Apfel等［9］研究發(fā)現(xiàn)，慢性PTSD患者的海馬體積小于曾患PTSD現(xiàn)已恢復者，且PTSD患者當前的PTSD癥狀與海馬的體積呈負相關。Corbo等［10］研究未發(fā)現(xiàn)PTSD患者ACC體積的異常，但患者ACC膝前部的形狀發(fā)生了改變。Jatzko等［11］根據(jù)形態(tài)的不同將ACC分為四類，分析發(fā)現(xiàn)PTSD患者組和健康組內(nèi)各類型所占比例不同，且不同類型（各類型均含PTSD患者組和對照組）ACC的體積有顯著差異，提示ACC形態(tài)類型可能與PTSD發(fā)病有關。但本實驗中未發(fā)現(xiàn)上述腦區(qū)的異常，反而異常區(qū)域集中在了胼胝體和小腦。胼胝體的主要功能是聯(lián)系兩側(cè)大腦半球的皮質(zhì)中樞，中后胼胝體參與調(diào)制情緒刺激和多種記憶功能。Nakao等采用氟伏沙明和行為治療使強迫癥狀明顯改善后，高度激活的眶額葉、前額葉背外側(cè)和前扣帶回皮質(zhì)區(qū)域的激活程度均降低，但是和行為監(jiān)控功能相關的頂葉、小腦的激活反而增加，這與行為監(jiān)控相關腦區(qū)在治療前激活增加不一致，究其原因可能與Nakao等的樣本少（10個強迫癥患者），不同樣本異質(zhì)程度大，論證強度不夠有關。

通過Nakao的實驗結(jié)論，結(jié)合腦部解剖學結(jié)構(gòu)，再聯(lián)系本實驗中的異常腦區(qū)——胼胝體、小腦。我們可以大膽猜測，胼胝體極有可能是應激思維信號傳遞的中心樞紐。在執(zhí)行沖突性任務時，其大腦行為監(jiān)控區(qū)域（前扣帶回、前額葉），額葉紋狀體區(qū)域（眶額葉皮質(zhì)外側(cè)、尾狀核和丘腦）必須經(jīng)過胼胝體，而進行神經(jīng)信號傳導。而過度的信號刺激可能導致胼胝體髓鞘少突膠質(zhì)細胞的功能糖蛋白（MOG）基因多態(tài)性G511C（Val/Val基因型）發(fā)生改變，繼而增生，故見FA值增大。而小腦也極有可能是行為監(jiān)控系統(tǒng)中的一部分，過度激活這些區(qū)域可能導致行為監(jiān)測系統(tǒng)的功能紊亂，而產(chǎn)生的錯誤信號導致患者持續(xù)感覺到自己的行為沒有執(zhí)行完成，因而需要不停地反復進行檢查校正［12］，成為PTSD癥狀的核心，并可能與執(zhí)行沖突任務時誘發(fā)的各種應激行為過程有關。而過度的信號校正損傷了神經(jīng)纖維，導致小腦FA值下降。

該結(jié)果在于認知功能進行相關分析時發(fā)現(xiàn)左側(cè)小腦FA值與韋氏記憶量表中的理解、聯(lián)想、再生三項，以及WSCT中的正確反應數(shù)（CT）呈正相關，胼胝體FA值與WSCT的分類數(shù)、Stroop色詞測試中正確回答數(shù)、韋氏記憶量表中長時記憶呈正相關，對于PTSD患者的記憶力、注意力、執(zhí)行力方面，雖然既往研究大多主張是由前額葉控制，但本實驗同時證明了在額葉區(qū)域正常的情況下，小腦與胼胝體體積的改變也同樣影響PTSD患者的認知能力，而值得注意的是胼胝體FA值與短時記憶亦呈正相關，因此，胼胝體FA值的增加對注意力、執(zhí)行力有益的同時，也影響了強迫癥患者對于長時記憶的變化。雖然本實驗中，PTSD患者其他腦區(qū)無顯著差異，但亦不能排除是小腦參與影響的可能。

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［2015-08-16收稿，2015-09-14修回］［本文編輯：李思睿］

Relationship between the cognitive function in PTSD patients and DTI finding

SUN De-yong，ZHANG

Nan.
Qingdao first nursing home，Ji＇nan Military Area Command，Qingdao，Shandong 266071，China

［Abstract］Objective To investigate the relationship between PTSD test of cognitive function changes in people suffered abnormal mental stress with white matter nerve fiber integrity.Methods Wechsler Memory Scale，WCST were used to assess PTSD Scale of patients and health，and then diffusion tensor imaging（DTI）used to observe abnormal brain regions of PTSD group，according to the statistical analysis of data，and then to discuss changes in the relationship between PTSD and cognitive function abnormal brain white matter fiber integrity.FA values in the left cerebellum correlated with the Wechsler Memory Scale of understanding，Lenovo，regeneration 3，as well as the correct response WSCT number（CT）was（r＝0.586，P＝0.003；r＝0.457，P＝0.021；r＝0.463，P＝0.014；r＝0.505，P＝0.008），the number of classes of the corpus callosum FA values WSCT，the Wechsler Memory Scale in long-term memory was positively correlated（r＝0.568，P＝0.004；r＝0.498，P＝0.006）.ConclusionCognitive abnormalities of the corpus callosum and white matter in patients with PTSD group function dysplasia and right cerebellar fibers are related to the loss.

［Key words］Post-traumatic stress disorder；Cognitive function；Diffusion tensor imaging

［中圖分類號］R395.1：R749.99：R445.3

［文獻標志碼］A

［作者單位］266071山東青島，濟南軍區(qū)青島第一療養(yǎng)院理體療科（孫德勇，張楠）

DOI：10.14172/j.issn1671-4008.2016.02.008