燒傷后應(yīng)激障礙患者腦部功能異常的靜息態(tài)fMRI研究.pdf

1、第一部分燒傷后應(yīng)激障礙患者基于低頻振幅方法的靜息態(tài)功能磁共振研究
　　背景與目的:
　　創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙(Posttraumatic stress disorder,PTSD)是一個(gè)普遍承認(rèn)和長(zhǎng)期困擾臨床的問(wèn)題,目前尚無(wú)特別有效的治療手段,主要原因是PTSD的發(fā)病機(jī)制尚不明確。作為一種嚴(yán)重創(chuàng)傷,燒傷對(duì)患者身心均可造成嚴(yán)重影響, PTSD也是燒傷患者常見精神障礙之一。尋找并理解燒傷后發(fā)生PTSD的病理生理學(xué)基礎(chǔ),對(duì)于燒傷患者的后

2、續(xù)治療及心理、精神上的康復(fù)有著非常重要的臨床意義。本研究將采用靜息態(tài)功能磁共振成像技術(shù)低頻振幅(ALFF)方法,探討燒傷后應(yīng)激障礙(PTSD)及非應(yīng)激障礙(Non-PTSD)患者腦功能改變及發(fā)病機(jī)制。此外,本研究還將探索PTSD患者靜息狀態(tài)下異常腦區(qū)的自發(fā)活動(dòng)強(qiáng)度與臨床癥狀嚴(yán)重程度的相關(guān)性。
　　材料與方法:
　　1.受試者一般資料16名燒傷后應(yīng)激障礙患者(PTSD)及與之性別、年齡及受教育程度相匹配的16名燒傷后非應(yīng)激障礙

3、患者(Non-PTSD)、16名健康受試者參加了本次靜息態(tài)功能磁共振研究。采用臨床用創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙診斷量表( CAPS)評(píng)估PTSD患者癥狀嚴(yán)重程度。
　　2. MRI掃描方法所有MRI數(shù)據(jù)采集于配置有八通道線圈的西門子3.0 T磁共振掃描儀。受試者均同時(shí)采集T1加權(quán)像、T2加權(quán)像數(shù)據(jù),以及采用三維磁化強(qiáng)度預(yù)備梯度回波序列(3D magnetization prepared rapid acquisition gradient-e

4、cho,3D MP-RAGE)序列獲得高分辨率T1結(jié)構(gòu)像數(shù)據(jù),平面回波成像(echo-planar imaging, EPI)序列獲得靜息態(tài)功能像數(shù)據(jù)資料。
　　3.數(shù)據(jù)預(yù)處理和分析預(yù)處理采用DPARSF和SPM8軟件,結(jié)果呈現(xiàn)采用REST軟件,以上軟件均基于Matlab2011b平臺(tái)。
　　4.統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS19.0軟件對(duì)三組受試者年齡、受教育程度進(jìn)行單因素方差分析,用卡方檢驗(yàn)比較三組間性別分布,對(duì)兩組燒傷患者CAP

5、S分?jǐn)?shù)和傷后時(shí)間進(jìn)行雙樣本t檢驗(yàn)分析,以P<0.05認(rèn)為組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。運(yùn)用REST軟件,采用單因素方差分析明確三組受試者之間大腦自發(fā)活動(dòng)差異,然后采用事后t檢驗(yàn)(post hoc t-tests)進(jìn)行兩兩組間比較。統(tǒng)計(jì)結(jié)果經(jīng)AlphaSim校正后P<0.05(等同于校正前P<0.05,簇大小>85個(gè)體素)認(rèn)為組間ALFF差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。最后,提取PTSD組存在異常自發(fā)活動(dòng)腦區(qū)的平均ALFF值,并用SPSS19.0軟件對(duì)ALFF

6、值與CAPS分?jǐn)?shù)進(jìn)行Pearson相關(guān)分析,以P<0.05認(rèn)為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　結(jié)果:
　　1.臨床資料統(tǒng)計(jì)結(jié)果總共16名PTSD患者、16名Non-PTSD患者和16名健康受試者完成了磁共振掃描。三組間在性別、年齡、受教育程度上差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);PTSD患者與Non-PTSD患者的傷后時(shí)間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),而兩者的CAPS分?jǐn)?shù)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。
　　2. PTSD組

7、與健康對(duì)照組比較 PTSD患者左側(cè)額下回/額中回、右側(cè)額下回/島葉、雙側(cè)海馬旁回/前扣帶回/額內(nèi)側(cè)回自發(fā)活動(dòng)增強(qiáng),左側(cè)舌回、雙側(cè)后扣帶回/楔前葉自發(fā)活動(dòng)減低。
　　3. PTSD組與Non-PTSD組比較 PTSD患者右側(cè)丘腦自發(fā)活動(dòng)減低,未發(fā)現(xiàn)自發(fā)活動(dòng)增強(qiáng)區(qū)域。
　　4. Non-PTSD組與健康對(duì)照組比較 Non-PTSD患者右側(cè)小腦、顳中回、眶額葉、島葉及左側(cè)海馬旁回自發(fā)活動(dòng)增強(qiáng),未發(fā)現(xiàn)自發(fā)活動(dòng)減低區(qū)域。
　　5

8、.相關(guān)性分析結(jié)果 Pearson相關(guān)分析顯示 PTSD患者右側(cè)丘腦的 ALFF值與CAPS分?jǐn)?shù)呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.63, P=0.008)。
　　結(jié)論:
　　本研究發(fā)現(xiàn)并且進(jìn)一步證實(shí)前額葉-邊緣系統(tǒng)功能異常與 PTSD的病理生理學(xué)機(jī)制有關(guān),后扣帶回的功能異常在燒傷后PTSD的發(fā)病當(dāng)中也起著一定作用。同時(shí),PTSD患者右側(cè)丘腦的 ALFF值與 CAPS分?jǐn)?shù)之間存在著負(fù)相關(guān)關(guān)系,說(shuō)明丘腦可能在PTSD的病情進(jìn)展、轉(zhuǎn)歸方面起重

9、要作用,其自發(fā)活動(dòng)程度可作為評(píng)估 PTSD患者臨床癥狀嚴(yán)重性的重要依據(jù)。此外,嚴(yán)重?zé)齻髲?fù)雜的應(yīng)激反應(yīng)也是燒傷患者腦功能改變的影響因素。
　　第二部分燒傷后應(yīng)激障礙患者腦功能連接異常的靜息態(tài)功能磁共振研究
　　背景與目的:
　　創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙(Posttraumatic stress disorder,PTSD)的神經(jīng)環(huán)路模型雖已得到了廣泛的認(rèn)可,但對(duì)于全面地解釋PTSD患者的臨床癥狀仍然存在著局限性。近年來(lái)研究認(rèn)為大

10、多數(shù)神經(jīng)精神性疾病與大腦三大核心神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)、中央執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)及突顯網(wǎng)絡(luò)功能異常有關(guān),神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)異常可能參與了PTSD的發(fā)病機(jī)制。基于本實(shí)驗(yàn)第一部分研究結(jié)果和既往文獻(xiàn)報(bào)道,本研究選取右側(cè)島葉、內(nèi)側(cè)前額葉、后扣帶回及右側(cè)丘腦作為感興趣區(qū),應(yīng)用靜息態(tài)功能磁共振技術(shù)進(jìn)行種子點(diǎn)相關(guān)的全腦功能連接分析,以探索燒傷后PTSD患者大腦功能連接及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是否存在異常;同時(shí),本研究還將探索PTSD患者功能連接改變與臨床癥狀嚴(yán)重程度的相關(guān)性。
　　

11、材料與方法:
　　1.受試者一般資料16名燒傷后應(yīng)激障礙患者(PTSD)及與之性別、年齡及受教育程度相匹配的16名燒傷后非應(yīng)激障礙患者(Non-PTSD)、16名健康受試者參加了本次靜息態(tài)功能磁共振研究。采用臨床用創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙診斷量表( CAPS)評(píng)估PTSD患者癥狀嚴(yán)重程度。
　　2. MRI掃描方法所有MRI數(shù)據(jù)采集于配置有八通道線圈的西門子3.0 T磁共振掃描儀。受試者均同時(shí)采集T1加權(quán)像、T2加權(quán)像數(shù)據(jù),以及采用三

12、維磁化強(qiáng)度預(yù)備梯度回波序列(3D magnetization prepared rapid acquisition gradient-echo,3D MP-RAGE)序列獲得高分辨率T1結(jié)構(gòu)像數(shù)據(jù),平面回波成像(echo-planar imaging, EPI)序列獲得靜息態(tài)功能像數(shù)據(jù)資料。
　　3.數(shù)據(jù)預(yù)處理和分析預(yù)處理采用DPARSF和SPM8軟件,結(jié)果呈現(xiàn)采用REST和BrainNet Viewer軟件,以上軟件均基于Mat

13、lab2011b平臺(tái)。
　　4.統(tǒng)計(jì)分析采用 SPSS19.0軟件對(duì)三組受試者年齡、受教育程度進(jìn)行單因素方差分析,用卡方檢驗(yàn)比較三組間性別分布,對(duì)兩組燒傷患者CAPS分?jǐn)?shù)和傷后時(shí)間進(jìn)行雙樣本t檢驗(yàn)分析,以P<0.05認(rèn)為組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。運(yùn)用REST軟件,采用單因素方差分析明確三組受試者之間各種子點(diǎn)的功能連接差異,以P<0.05認(rèn)為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。然后采用事后t檢驗(yàn)(post hoc t-tests)進(jìn)行兩兩組間比較,統(tǒng)計(jì)結(jié)果經(jīng)

14、AlphaSim校正后P<0.05(等同于校正前P<0.005,簇大小>12個(gè)體素)認(rèn)為組間功能連接差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。最后,提取PTSD組存在異常功能連接的z值,并用SPSS19.0軟件對(duì)異常功能連接強(qiáng)度與CAPS分?jǐn)?shù)進(jìn)行Pearson相關(guān)分析,以P<0.05認(rèn)為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　結(jié)果:
　　1.臨床資料統(tǒng)計(jì)結(jié)果總共16名PTSD患者、16名Non-PTSD患者和16名健康受試者完成了磁共振掃描。三組間在性別、年齡、受教育

15、程度上差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);PTSD組與Non-PTSD組傷后時(shí)間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),而兩者CAPS分?jǐn)?shù)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。
　　2. PTSD組與健康對(duì)照組比較:
　　(1)以右側(cè)島葉為種子點(diǎn)時(shí),PTSD組功能連接降低的腦區(qū)包括雙側(cè)小腦、左側(cè)丘腦、左側(cè)島葉、左側(cè)前扣帶回背部、右側(cè)額下回、雙側(cè)額中回、雙側(cè)頂下小葉、右側(cè)楔前葉。
　　(2)以內(nèi)側(cè)前額葉為種子點(diǎn)時(shí),PTSD組功能連

16、接降低的腦區(qū)包括右側(cè)島葉、左側(cè)中央前回。
　　(3)以后扣帶回為種子點(diǎn)時(shí),PTSD組功能連接降低的腦區(qū)包括右側(cè)額內(nèi)側(cè)回、雙側(cè)額上回;功能連接增強(qiáng)的腦區(qū)為左側(cè)小腦。
　　(4)以右側(cè)丘腦為種子點(diǎn)時(shí),PTSD組功能連接降低的腦區(qū)包括左側(cè)島葉、右側(cè)楔前葉;功能連接增強(qiáng)的腦區(qū)包括右側(cè)小腦、雙側(cè)額上回。
　　3. PTSD組與Non-PTSD組比較:
　　(1)以右側(cè)島葉為種子點(diǎn)時(shí),PTSD組功能連接降低的腦區(qū)包括左側(cè)小腦

17、、左側(cè)顳極、左側(cè)丘腦、左側(cè)顳上回、右側(cè)前扣帶回嘴部、右側(cè)眶額葉、右側(cè)額下回。
　　(2)以內(nèi)側(cè)前額葉為種子點(diǎn)時(shí),PTSD組功能連接降低的腦區(qū)為左側(cè)小腦;功能連接增強(qiáng)的腦區(qū)包括右側(cè)頂下小葉、雙側(cè)楔前葉。
　　(3)以后扣帶回為種子點(diǎn)時(shí),PTSD組功能連接增強(qiáng)的腦區(qū)包括左側(cè)顳下回、左側(cè)舌回、右側(cè)楔前葉、雙側(cè)頂下小葉。
　　(4)以右側(cè)丘腦為種子點(diǎn)時(shí),PTSD組功能連接降低的腦區(qū)為雙側(cè)海馬旁回。
　　4. Non-PT

18、SD組與健康對(duì)照組比較:
　　(1)以右側(cè)島葉為種子點(diǎn)時(shí),Non-PTSD組功能連接增強(qiáng)的腦區(qū)為左側(cè)楔前葉。
　　(2)以內(nèi)側(cè)前額葉為種子點(diǎn)時(shí),Non-PTSD組功能連接降低的腦區(qū)包括右側(cè)楔前葉、左側(cè)額中回、左側(cè)中央后回。
　　(3)以后扣帶回為種子點(diǎn)時(shí),Non-PTSD組功能連接降低的腦區(qū)包括右側(cè)額內(nèi)側(cè)回、左側(cè)額中回。
　　(4)以右側(cè)丘腦為種子點(diǎn)時(shí),Non-PTSD組功能連接降低的腦區(qū)包括左側(cè)前扣帶回背部、右

19、側(cè)楔前葉;功能連接增強(qiáng)的腦區(qū)為右側(cè)小腦。
　　5.相關(guān)性分析結(jié)果 Pearson相關(guān)分析顯示 PTSD患者右側(cè)島葉與左側(cè)前扣帶回背部的功能連接強(qiáng)度和CAPS分?jǐn)?shù)之間存在顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.68, P=0.003)。
　　結(jié)論:
　　本研究發(fā)現(xiàn)燒傷后PTSD患者在靜息狀態(tài)下存在著異常的腦部功能連接,主要表現(xiàn)為默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)、中央執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)、突顯網(wǎng)絡(luò)及小腦功能連接異常。同時(shí), PTSD患者島葉與前扣帶回背部的功能連接強(qiáng)度與CAP