不同癥狀為主的精神分裂癥患者靜息態(tài)功能磁共振成像研究

梁家云，謝世平，萬德燕，張立杰，杜經(jīng)綸，閆偉

·論著·

不同癥狀為主的精神分裂癥患者靜息態(tài)功能磁共振成像研究

梁家云，謝世平，萬德燕，張立杰，杜經(jīng)綸，閆偉

目的：探討不同癥狀為主的精神分裂癥患者在靜息狀態(tài)下功能磁共振成像(fMRI)是否存在腦功能異常及異常其區(qū)域。 方法：采用病例-對(duì)照研究方法，將病例組分為妄想組(20例)和幻覺組(20例)，分別對(duì)妄想組、幻覺組和20名正常對(duì)照進(jìn)行fMRI掃描，利用局部一致性(ReHo)方法處理每個(gè)被試的fMRI數(shù)據(jù)。 結(jié)果：與正常對(duì)照組比較，病例組ReHo值普遍降低，妄想組在右顳上回和左顳下回ReHo值增高；幻覺組在左額下回、左梭狀回、右顳上回和右尾狀核ReHo值增高。 結(jié)論：以妄想癥狀為主的患者和以幻覺癥狀為主的患者在靜息狀態(tài)下可能存在廣泛分布的腦區(qū)功能異常，二者異常有共同點(diǎn)，也有各自的特征。

精神分裂癥； 妄想； 靜息態(tài)功能磁共振； 局部一致性

精神分裂癥終生患病率約1%[1]。其核心癥狀之一是妄想，發(fā)生率高達(dá)60%[2]。Whitford等[3]認(rèn)為妄想的形成可能與特定腦結(jié)構(gòu)的異常導(dǎo)致神經(jīng)整合功能的紊亂有關(guān)。且進(jìn)一步的研究[4]發(fā)現(xiàn)，精神分裂癥患者存在腦功能的異常。目前關(guān)于腦功能的研究大多集中于功能連接，較少研究腦局部一致性(ReHo)[5-6]。本研究利用靜息態(tài)功能核磁共振成像(fMRI)技術(shù)，探討不同癥狀為主的偏執(zhí)型精神分裂癥患者與健康對(duì)照者腦功能的異常。

1 對(duì)象和方法

1.1 對(duì)象

為2011年至2012年南京腦科醫(yī)院住院的偏執(zhí)型精神分裂癥患者45例，分為妄想組(以妄想為核心癥狀)24例與幻覺組(以幻聽或幻聽和妄想癥狀突出)21例。入組標(biāo)準(zhǔn)：①符合《中國(guó)精神障礙分類與診斷標(biāo)準(zhǔn)》第3版及《美國(guó)精神障礙診斷與統(tǒng)計(jì)手冊(cè)》第4版偏執(zhí)型精神分裂癥診斷標(biāo)準(zhǔn)；②陽(yáng)性與陰性癥狀量表(PANSS)中P1妄想、P5 夸大、P6多疑/被害、G9異常思維內(nèi)容4個(gè)條目(妄想程度)[7]至少有1條>3分且P3幻覺< 3分歸于妄想組，P3幻覺>3分歸于幻覺組；③男性，年齡18～55歲，漢族；④受教育年限>9年；⑤無電休克治療史。排除標(biāo)準(zhǔn)：①患有嚴(yán)重的軀體疾??；②合并其他精神障礙或藥物、酒依賴者；③近期內(nèi)有過嚴(yán)重感染或手術(shù)史；④有過意識(shí)喪失。妄想組和幻覺組因患者掃描時(shí)頭部移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)，數(shù)據(jù)無效，故分別剔除4例與1例，最終各入組20例。妄想組：年齡19～49歲，平均(31.15±8.83)歲；病程0.6～25年，平均(6.13±5.83)年；PANSS總分(75.95±8.70)分；妄想分(15.70±2.16)分?；糜X組：年齡21～52歲，平均(35.45±10.85)歲；病程1～26年，平均(11.0±7.43)年；PANSS總分(85.0 ±13.07)分；妄想分(14.80±3.09)分。兩組年齡(t=1.37，P=0.18)和妄想程度(t=1.07,P=0.29)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，病程(t=2.31，P=0.03)、PANSS總分(t=2.578，P=0.014)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

正常對(duì)照組選擇與病例組性別相匹配的健康人23名。入組標(biāo)準(zhǔn)：①無精神疾病個(gè)人史；②無精神疾病家族史；③無嚴(yán)重軀體疾病。1名腦白質(zhì)變性，2名頭部移動(dòng)超過2.5 mm，不符合數(shù)據(jù)處理?xiàng)l件，最終入組20名，年齡22～46歲，平均(29.60±7.29)歲。妄想組、幻覺組與正常對(duì)照組在年齡(t=0.61，P=0.55；t=2.001，P=0.053)上差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。所有受試者均為右利手。本實(shí)驗(yàn)經(jīng)南京腦科醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有受試者或其家屬均簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 磁共振掃描 采用西門子3.0 T磁共振成像儀。掃描時(shí)受試者安靜平臥于床，不執(zhí)行特定的認(rèn)知任務(wù)。靜息態(tài)功能掃描采用梯度回波一回波平面成像序列采集。TR/TE=3 000 ms/40 ms，F(xiàn)OV=240 mm×240 mm，matrix=64×64，連續(xù)掃描32層，層厚=4 mm，間隔0 mm，掃描時(shí)間6 min 45 s 。

1.2.2 數(shù)據(jù)處理 在 Matlab 7.10上運(yùn)行統(tǒng)計(jì)參數(shù)圖SPM8軟件、DPARSF軟件和REST軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理和ReHo分析。①預(yù)處理：數(shù)據(jù)經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，映射到標(biāo)準(zhǔn)腦。平移>2.5 mm與旋轉(zhuǎn)>2.5°的受試者被剔除；②ReHo分析[8]：對(duì)預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行ReHo分析，以計(jì)算肯德爾和諧系數(shù)(KCC也稱ReHo值)為基礎(chǔ)的fMRI數(shù)據(jù)處理方法。在本研究中以27個(gè)體素為1個(gè)團(tuán)塊，KCC作為指標(biāo)來度量每個(gè)體素和鄰近26個(gè)體素的ReHo。

1.2.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 利用REST軟件對(duì)3組的標(biāo)準(zhǔn)ReHo圖進(jìn)行單因素方差分析及兩兩比較，設(shè)P<0.05且體素范圍(k值)≥85為差異具有顯著性。

2 結(jié)果

與正常對(duì)照組比較，妄想組、幻覺組ReHo值均廣泛減低，而妄想組右顳上回、左顳下回ReHo值增高，幻覺組左額下回、左梭狀回、右顳上回和右尾狀核ReHo值增高。見表1、圖1和圖2。

表1 妄想組、幻覺組與正常對(duì)照組ReHo值有差異的區(qū)域

注：a與對(duì)照組相比，ReHo值增高的腦區(qū)；P<0.05，校正后，k≥85

圖1 妄想組與對(duì)照組ReHo值有差異的區(qū)域(P<0.05,未校正)

圖2 幻覺組與對(duì)照組ReHo值有差異的區(qū)域(P<0.05,未校正)

3 討論

本研究顯示，與正常對(duì)照組比較，幻覺組和妄想組在額、顳區(qū)的ReHo值均存在異常，且幻覺組較妄想組額葉異常累及的區(qū)域更彌散。這一結(jié)果進(jìn)一步提示精神分裂癥是多個(gè)腦區(qū)的功能異常所致的疾病。長(zhǎng)期影像和尸體研究[9]發(fā)現(xiàn)精神分裂癥慢性過程影響額葉、顳葉。額葉的ReHo值降低支持偏執(zhí)型精神分裂癥患者存在靜息狀態(tài)下額葉腦血流/代謝率的下降。既往大多數(shù)研究[10-12]發(fā)現(xiàn)顳葉參與妄想的形成;這些研究指出偏執(zhí)型精神分裂癥患者存在該腦區(qū)灰質(zhì)密度減少和灰質(zhì)體積降低。但其不同的亞結(jié)構(gòu)在妄想形成中所起的作用不同。因此在未來研究中細(xì)化顳葉結(jié)構(gòu)，將更有利于妄想神經(jīng)基礎(chǔ)的研究。

本研究表明，與正常對(duì)照組比較，兩組患者在右顳上回、左顳下回、左梭狀回均存在ReHo值增高。這一結(jié)果提示兩組患者的腦功能異常存在共同點(diǎn)。精神分裂癥患者聽、說、語言功能的紊亂主要與顳上回有關(guān)，這些過程涉及幻聽和妄想的形成[7]。既往在結(jié)構(gòu)影像學(xué)中，大多數(shù)研究發(fā)現(xiàn)顳上回灰質(zhì)容積與幻聽嚴(yán)重程度負(fù)相關(guān)，少數(shù)研究發(fā)現(xiàn)顳上回灰質(zhì)容積與妄想嚴(yán)重程度正相關(guān)[3]。右顳平面容積與妄想程度負(fù)相關(guān)[13]，而左顳平面容積與妄想程度且在其一級(jí)親屬的研究中發(fā)現(xiàn)雙側(cè)顳中回ReHo值降低[14]。這種差異可能與陽(yáng)性癥狀引起精神分裂癥不同亞型神經(jīng)反應(yīng)差異有關(guān)[15]。梭狀回是視覺相關(guān)區(qū)域，此區(qū)激活的異?？赡芘c妄想有關(guān)。在Phillips等[15]的面部表情識(shí)別研究中發(fā)現(xiàn)妄想組患者關(guān)注威脅相關(guān)的表情時(shí)，該組患者的梭狀回激活增強(qiáng)。然而，由于偏執(zhí)型精神分裂癥發(fā)病機(jī)制較為復(fù)雜，致使上述研究結(jié)果可能與性別和病程有關(guān)。

目前研究[16]認(rèn)為妄想是異常思維的強(qiáng)化。隨后，有研究發(fā)現(xiàn)思維障礙主要與額下回和顳上回有關(guān)；也有研究發(fā)現(xiàn)思維障礙嚴(yán)重程度與左顳上回負(fù)相關(guān)[17]。既往在精神分裂癥患者一級(jí)親屬的研究中發(fā)現(xiàn)左額下回的ReHo值普遍降低[14]。但由于對(duì)靜息狀態(tài)下的fMRI信號(hào)的來源仍沒有完全證實(shí)[18]，致使精神分裂癥患者局部腦區(qū)ReHo值增高的機(jī)制仍需要更多的研究加深對(duì)它的認(rèn)識(shí)和理解。

總之，本研究在病例收集中盡可能保證樣本的均一性。最終目的是利用ReHo方法分析fMRI數(shù)據(jù)，通過與正常對(duì)照的比較，試圖探討偏執(zhí)型精神分裂癥患者在靜息態(tài)下的腦功能異常及其區(qū)域，并進(jìn)一步討論ReHo可能的神經(jīng)生理學(xué)基礎(chǔ)及其與偏執(zhí)型精神分裂癥的關(guān)系，為將靜息狀態(tài)下的fMRI運(yùn)用于精神疾病的臨床診斷、治療和預(yù)后判斷提供科學(xué)依據(jù)[6]。本文的不足是：靜息態(tài)掃描時(shí)受試者難以達(dá)到保持清醒和盡量不要思考的狀態(tài)；缺乏行為學(xué)的研究；無法去除生理噪聲如呼吸、心跳的影響。

[1]Fletcher PC，F(xiàn)rith CD.Perceiving is believing:a bayesian approach to explaining the positive symptoms of schizophrenia[J].Nat Rev Neurosci,2009,10(1):48-58.

[2]Menon M,Schmitz TW,Anderson AK,et al.Exploring the neural correlates of delusions of reference[J].Biological Psychiatry,2011,70(12):1127-1133.

[3]Whitford TJ,Farrow TFD,Williams LM,et al.Delusions and dorso-medial frontal cortex volume in first-episode schizophrenia:A voxel-based morphometry study[J].Psychiatry Research Neuroimaging,2009,172(172):175-179.

[4]何宗嶺,李名立,鄧偉,等.首次發(fā)病未服藥精神分裂癥患者靜息態(tài)腦功能活動(dòng)局部一致性分析[J].中華精神科雜志,2014,47(5):281-287.

[5]Yu R,Hsieh MH,Wang HL,et al.Frequency dependent alterations in regional homogeneity of baseline brain activity in schizophrenia[J].Plos One,2013,8(3):57516.

[6]Chen J,Yong X,Zhang K,et al.Comparative study of regional homogeneity in schizophrenia and major depressive disorder[J].American Journal of Medical Genetics Part B:Neuropsychiatric Genetics,2013,162(1):36-43.

[7]Sumich A,Chitnis XA,Fannon DG,et al.Unreality symptoms and volumetric measures of Heschl's gyrus and planum temporal in first-episode psychosis[J].Biological Psychiatry,2005,57(8):947-950.

[8]Zang Y,Jiang T,Lu Y,et al.Regional homogeneity approach to fMRI data analysis[J].Neuroimage,2004,22(1):394-400.

[9]Tost H,Ruf M,Schmal C,et al.Prefrontal-temporal gray matter deficits in bipolar disorder patients with persecutory delusions[J].J Affect Disorders,2009,120(1-3):54-61.

[10]Knobel A,Heinz A,Voss M.Imaging the deluded brain[J].Eur Arch Psychiatry Clin Neurosci,2008,258(Suppl 5):76-80.

[11]劉萍萍,余洪軍,李娜,等.成年早期精神分裂癥首次發(fā)病患者腦灰質(zhì)體積變化的初步研究[J].中華精神科雜志,2012,45(5):274-280.

[12]Xiang YT,Wang Y,Wang CY,et al.Association of insight with sociodemographic and clinical factors,quality of life,and cognition in Chinese patients with schizophrenia[J].Comprehensive Psychiatry,2012,53(2):140-144.

[13]Yamasaki S,Yamasue H,Abe O,et al.Reduced planum temporale volume and delusional behaviour in patients with schizophrenia[J].Eur Archi Psychiatry Clin Neurosci,2007,257(6):318-324.

[14]廖海燕.精神分裂癥一級(jí)親屬靜息態(tài)的功能磁共振研究[D].中南大學(xué),2009.

[15]Phillips ML,Williams L,Senior C,et al.A differential neural response to threatening and non-threatening negative facial expressions in paranoid and non-paranoid schizophrenics[J].Psychiatry Research,1999,92(1):11-31.

[16]Jensen J,Willeit M,Zipursky RB,et al.The formation of abnormal associations in schizophrenia:neural and behavioral evidence[J].Neuropsychopharmacology,2008,33(3):473-479.

[17]Kircher TT,Liddle PF,Brammer MJ,et al.Neural correlates of formal thought disorder in schizophrenia:preliminary findings from a functional magnetic resonance imaging study[J].Arch Gen Psychiatry,2001,58(8):769-774.

[18]任華.偏執(zhí)型精神分裂癥患者N-back任務(wù)和靜息狀態(tài)腦功能連接差異的fMRI研究[D].天津醫(yī)科大學(xué),2007.

A study of regional homogeneity of different symptoms in paranoid patients by the resting state functional magnetic resonance imaging

LIANG Jia-yun,XIE Shi-ping,WAN De-yan,ZHANG Li-jie,DU Jing-lun,YAN Wei.

Rizhao Mental Health Center,Rizhao 276800，China

Objective： To explore the brain function difference of schizophrenia patients with different symptoms in resting state of the functional magnetic resonance imaging (fMRI) by regional homogeneity (ReHo) method. Method：Using case-control study method,delusion group (n=20),illusion group (n=20) and healthy control group (n=20) were enrolled in the study.fMRI scanning was conducted and ReHo method was used to analyze fMRI data. Results：Compared with healthy control group,delusion and illusion group demonstrated lower ReHo value.delusion group showed increased ReHo value in the right superior temporal gyrus and left inferior temporal gyrus；illusion group showed increased ReHo value in left inferior frontal gyrus，the left fusiform gyrus，right superior temporal gyrus and right the caudate nuclei． Conclusion：This study suggests abnormal brain activity may be distributed extensively in both delusion and illusion patients．Their abnormality have some common features，also have each independent features.

schizophrenia； Delusions； functional magnetic resonance imaging； regional homogeneity

南京市醫(yī)學(xué)科技發(fā)展項(xiàng)目(YKK09131)

276800 山東省日照市精神衛(wèi)生中心(梁家云，謝世平，萬德燕，張立杰)；南京醫(yī)科大學(xué)附屬腦科醫(yī)院(謝世平，杜經(jīng)綸，閆偉)

謝世平，E-Mail：xieshiping@medmail.com.cn

R749.3

A

1005-3220(2017)02-0098-03

2016-07-28

2016-10-25)