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伴幻聽兒童少年首發(fā)精神分裂癥患者功能磁共振低頻振幅研究☆

2019-10-11 08:23:02李亞利李坤王壁梁穎慧夏艷紅李玉玲郭敬華申華磊郭素芹
中國神經精神疾病雜志 2019年8期
關鍵詞:尾狀核枕葉額葉

李亞利 李坤 王壁 梁穎慧 夏艷紅 李玉玲 郭敬華 申華磊郭素芹

精神分裂癥(schizophrenia,SZ)是一組具有破壞性和致殘性的神經精神障礙性疾病[1]。該疾病的癥狀有多種表現形式,其中言語性幻聽是SZ最常見且最令人痛苦的癥狀之一[2],嚴重影響患者生活[3]。與成人患者相比,兒童少年SZ患者具有遺傳風險較高、臨床癥狀不典型、治療效果差、精神致殘率高的特點[4]。低頻振幅(amplitude of low-frequency fluctuation,ALFF)是利用 MRI中低頻信號能量強弱反映局部腦區(qū)神經元活動性[5]。目前國內外關于成年SZ患者ALFF的研究發(fā)現其多個腦區(qū)存在功能變化,如額葉、顳葉、殼核、尾狀核、舌回等[6-8]。對早發(fā)性SZ的研究也發(fā)現患者局部腦功能存在異常[9]。為此,本研究以伴與不伴幻聽的兒童少年首發(fā)SZ患者為研究對象,探討其靜息狀態(tài)下腦功能磁共振 (resting-state functional MRI,rs-fMRI)ALFF特點及與精神癥狀的相關性。

1 對象與方法

1.1 研究對象患者組來自2015年12月至2017年12月新鄉(xiāng)醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院住院和門診的兒童少年SZ患者。入組標準:①符合《美國精神障礙診斷與統(tǒng)計手冊第四版》(Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders-Ⅳ,DSM-Ⅳ)診斷標準,同時經2名主治醫(yī)師或以上職稱精神??漆t(yī)師確診;②年齡10~16歲;③首次發(fā)病,病程1~12個月,未曾服用過抗精神病藥物;④智力正常;⑤能夠配合完成頭顱MRI檢查;⑥漢族,右利手;⑦陽性與陰性癥狀量表(positive and negative syndrome scale,PANSS)總分≥60分。排除標準:①有電休克治療史;②伴有精神發(fā)育遲滯或廣泛性發(fā)育障礙;③患有嚴重的神經系統(tǒng)疾?。虎苡蓄^部外傷史或MRI禁忌證。共收集68例患者,其中6例在MRI掃描過程中不配合,10例圖像不完整、頭動>2 mm或旋轉角>2°。最終共有52例患者納入分析。根據陽性癥狀量表(positive symptoms scale,SAPS)中聽幻覺條目評分(≥3分和<3分)將其分為幻聽組(26例)和非幻聽組(26例)。

對照組來自新鄉(xiāng)市某中小學的健康在校學生。入組標準:①年齡10~16歲;②漢族,右利手;③精神狀態(tài)良好,無嚴重的神經系統(tǒng)疾病或其他重大軀體疾病史;④無精神疾病史及家族史;⑤能夠配合完成頭顱MRI檢查。排除標準同患者組。共收集35名對照,其中MRI數據預處理后剔除2名圖像不完整的受試者數據,最終33名對照納入分析。

本研究通過新鄉(xiāng)醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院倫理委員會批準。所有入組對象及監(jiān)護人均簽署知情同意書。

1.2 研究方法

1.2.1 精神癥狀評估及分組 患者入組時 (即用藥前),由2名主治醫(yī)師及以上職稱精神科??漆t(yī)師用SAPS及PANSS量表對患者癥狀進行評分,并根據SAPS中聽幻覺條目評分將其分為幻聽組(聽幻覺≥3分)和非幻聽組(聽幻覺<3分)。

1.2.2 rs-fMRI數據采集 所有研究對象入組后(患者需在用藥前)均在新鄉(xiāng)醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院放射科使用西門子3.0 T MRI成像系統(tǒng)采集腦影像數據。先進行常規(guī)MRI掃描,排除頭顱形態(tài)學異常及器質性病變。進一步進行rs-fMRI掃描,用泡沫墊固定頭部,掃描過程中要求受試者配戴降噪耳塞,閉眼,保持清醒、安靜、放松狀態(tài)。rs-fMRI掃描序列采用回波平面成像 (echo planar imaging,EPI)。 掃描參數:重復時間(repetition time,TR)/回波時間 (echo time,TE) 為 8400 ms/91ms, 視野(field of view,FOV) 為 256 mm×256 mm, 矩陣為64×64,翻轉角(flip angle,FA)為 90°,共 33 層覆蓋全腦。每名受試者的MRI掃描時間大約持續(xù)480 s,共采集240個時間點。

1.2.3 MRI數據預處理及ALFF分析 采用Matlab和SPM的rs-fMRI數據處理助手DPARSF(http://ffmri.org/DPARSF)軟件包對數據進行預處理。為排除磁場不穩(wěn)定的影響,從靜息態(tài)數據中剔除檢查的前5個時間點;排除頭動平移>2.0 mm或旋轉角>2°的受試者數據;校正后的圖像應用蒙特利爾神經科學研究所(MNI)的EPI標準模板進行標準化;采用6 mm全寬半高高斯函數進行平滑;最后去線性漂移、濾波。

ALFF的分析應用Matlab軟件平臺的REST(rs-fMRI Data Analysis Toolkit, http://www.restfmri.net)工具包,將預處理后經過濾波的時間序列通過快速傅里葉轉變到頻率譜,并計算功率譜,再取功率譜每個頻率分量的平方根,然后對每個體素在0.01~0.08 Hz的頻率范圍內計算均數,即得到每個體素的ALFF值,對每個ALFF腦圖譜進行標準化,計算整個大腦ALFF平均值,用每個體素的ALFF值除以整個大腦ALFF平均值得到的即是標準化ALFF值。

1.3 統(tǒng)計學方法采用SPSS 17.0對數據進行統(tǒng)計分析。幻聽組、非幻聽組與對照組的年齡、受教育年限及PANSS評分比較采用單因素方差分析,性別比較采用χ2檢驗,幻聽組與非幻聽組病程比較采用Mann-WhitneyU檢驗。檢驗水準α=0.05,雙側檢驗。MRI數據使用REST軟件進行統(tǒng)計學分析,單個體素閾值P<0.001,并使用AlphaSim校正,校正后P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。3組腦區(qū)ALFF值比較用單因素方差分析,兩兩比較采用事后LSD檢驗,用Pearson相關分析幻聽組和非幻聽組差異腦區(qū)ALFF值與PANSS各因子分及總分的關系。

2 結果

2.1 社會人口學資料與臨床特征3組年齡 (F=0.968,P=0.384)、性別(χ2=1.916,P=0.154)、受教育年限(F=0.431,P=0.651)差異無統(tǒng)計學意義?;寐牻M與非幻聽組病程差異無統(tǒng)計學意義(Z=-0.310,P=0.757),PANSS 中 陽 性 癥 狀 分 (t=2.130,P=0.038)、一般病理分(t=-4.515,P<0.001)、攻擊危險分(t=-2.805,P=0.007)差異有統(tǒng)計學意義,陰性癥狀分(t=-0.201,P=0.841)及 PANSS 總分(t=-1.507,P=0.138)差異無統(tǒng)計學意義。見表1。

表1 幻聽組與非幻聽組精神分裂癥患者及對照組社會人口學資料及臨床特征

2.2 ALFF分析幻聽組、非幻聽組和對照組ALFF值在左側小腦(F=3.387,P=0.039)、左側額葉(F=19.118,P<0.001)、 左 側 顳 葉 (F=123.753,P<0.001)、左側舌回(F=161.295,P<0.001)、右側尾狀核(F=3.980,P=0.022)差異有統(tǒng)計學意義。幻聽組和對照組比較,左側枕葉、左側顳葉ALFF值降低(P<0.05),左側額葉 ALFF 值升高(P<0.05);非幻聽組和對照組比較,左側額葉、右側尾狀核ALFF值增高(P<0.05);幻聽組和非幻聽組比較,右側枕葉 ALFF 值增高(P<0.05)。 見圖 1、表 2。

圖1 患者和對照相比較的差異腦區(qū)(第一行),幻聽組和對照組相比較的差異腦區(qū)(第二行),非幻聽組和對照組相比較的差異腦區(qū)(第三行),幻聽組與非幻聽組比較的差異腦區(qū)(第四行)。紅色部分為ALFF增高的腦區(qū);藍色部分為ALFF降低的腦區(qū);右側色帶表示t值

表2 幻聽組、非幻聽組和對照組之間比較ALFF有差異的腦區(qū)

2.3 患者差異腦區(qū)ALFF值與精神癥狀相關性幻聽組與非幻聽組有差異腦區(qū)右側枕葉的ALFF值,在幻聽組中與PANSS陽性癥狀分(r=0.448,P=0.022)及總分(r=0.407,P=0.039)呈正相關,與PANSS其他分量表分相關無統(tǒng)計學意義(均P>0.05);在非幻聽組中右側枕葉ALFF值與一般精神病理分呈正相關(r=0.630,P=0.001),與 PANSS 其他分量表分及總分無統(tǒng)計學相關性(均P>0.05)。

3 討論

目前已有不少研究發(fā)現SZ患者存在神經影像學的改變,且在疾病早期階段就已出現[10]。LUI等[11]通過病例對照研究發(fā)現,SZ患者ALFF降低的腦區(qū)有中央前回、中央后回、丘腦、額葉、扣帶回等,增高的腦區(qū)有海馬旁回。本研究采用ALFF的方法對兒童少年首發(fā)SZ患者進行研究,結果發(fā)現其多個腦區(qū)存在異常,說明兒童少年SZ患者在靜息狀態(tài)下存在腦功能異常,這在一定程度上反映該腦區(qū)活動異常與SZ發(fā)病機制有很大關系。

研究證實額葉參與SZ的神經病理學基礎[12]。額葉—丘腦—小腦環(huán)路對人類高級認知活動進行整合調控,所以該環(huán)路在SZ發(fā)病機制中起著至關重要的作用[13]。YU等[14]對SZ患者進行rs-fMRI研究,發(fā)現患者額葉的ALFF值增高;熊燕兵等[9]發(fā)現SZ患者額上回ALFF值增高,顳葉和小腦后葉ALFF值降低;ZHAO等[6]對首發(fā)SZ患者ALFF的研究發(fā)現,其尾狀核ALFF值增加,提示尾狀核可能參與SZ的發(fā)病機制。但本研究與上述研究結果不全一致,考慮可能與兒童少年SZ患者大腦發(fā)育不全有關。

本研究分別將幻聽組、非幻聽組與對照組進行比較,結果發(fā)現幻聽組左側枕葉ALFF值降低,且幻聽組右側枕葉ALFF值較非幻聽組增高,提示枕葉參與幻聽的發(fā)病機制。

關于SZ患者幻聽癥狀與腦功能影像關系的報道并不一致:有研究發(fā)現幻聽與額頂葉及顳頂葉功能連接異常有關[15-16];也有研究發(fā)現SZ患者枕葉結構受損與幻視有關[17-19];ALONSO-SOLíS等[2]研究發(fā)現,與無幻聽患者比較,伴有幻聽的SZ患者在雙側丘腦、右側海馬和海馬旁回中ALFF值增加;陳峰等[20]研究發(fā)現,SZ患者在治療前左側枕中回ALFF值與PANSS總分呈負相關,經過藥物治療后再與治療前相比,楔葉ALFF值升高。本研究與上述研究結果不一致,可能與研究對象的選擇、是否用藥、分析方法等有關。但也可表明枕葉功能異??赡苁腔寐牥Y狀產生的基礎。目前關于幻聽癥狀與枕葉功能的相關病理生理學機制很少研究報道。但是,在本研究分析中不能排除其它癥狀的影響,在以后的研究中需將其他癥狀作為協變量來進行分析。

本研究中仍存在一定的不足之處:兒童少年SZ的癥狀不典型,目前尚無針對兒童少年SZ的診斷標準,也尚無評估幻聽癥狀的客觀生物學依據,而且不能完全排除患者其他癥狀差異的混雜作用。以后的研究中可將神經影像、神經電生理與神經生物學指標結合起來,優(yōu)化癥狀學的標準使樣本進一步純化,為SZ的幻聽發(fā)病機制研究提供更充分的數據。

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