胡 蘭

（1.電子科技大學醫(yī)院清水河校區(qū)影像科，四川 成都 611731；2.川北醫(yī)學院附屬醫(yī)院放射科，四川 南充 637000）

椎間盤源性下腰痛（discogenic low back pain，DLBP）是慢性下腰痛的常見原因，占慢性腰痛的26%～42%［1］，給患者帶來極大的痛苦和經(jīng)濟負擔［2］。既往研究［3-5］提供了慢性疼痛患者存在廣泛的大腦功能、結(jié)構(gòu)改變的證據(jù)，但具體的神經(jīng)病理機制仍不清楚，且針對DLBP 中樞機制的研究較少。本研究以DLBP 患者為研究對象，采用靜息態(tài)fMRI（resting state fMRI，rs-fMRI）局部一致性（regional homogeneity，ReHo）分析方法，探討DLBP 的中樞神經(jīng)機制，并對ROI 的ReHo 值改變與病程、疼痛程度行相關(guān)分析，以期為治療方案的選擇提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2017 年6—12 月在川北醫(yī)學院附屬醫(yī)院診治的25 例DLBP 患者（DLBP 組），其中男13 例，女12 例；年齡26～72 歲，平均（51.32±11.63）歲。納入標準：①符合DLBP 的診斷標準［1］，即持續(xù)或間斷發(fā)生的慢性下腰部疼痛，伴或不伴下肢疼痛，病程＞6 個月；查體無感覺、運動障礙體征；除外腰椎滑脫、腰椎管狹窄等導致的腰痛；MRI T2WI 示椎間盤低信號，伴或不伴纖維環(huán)后部高信號區(qū)；椎間盤造影誘發(fā)痛與平時疼痛類似或一致，并有相鄰節(jié)段的陰性對照。②右利手。③MRI 檢查前1 周內(nèi)未使用鎮(zhèn)痛、激素類藥物。④無嚴重心、肝、腎等疾病。⑤無精神或神經(jīng)系統(tǒng)疾病。排除標準：①有明確的神經(jīng)根受壓、腰椎不穩(wěn)定等導致腰痛的疾??；②有神經(jīng)、精神系統(tǒng)疾?。虎跰RI 檢查禁忌證。DLBP 組采集病史，并采用疼痛視覺模擬量表（visual analogue pain scales，VAS）對患者疼痛強度評分。

募集20 例與DLBP 組性別、年齡及利手匹配的健康志愿者作為對照組，其中男10 例，女10 例；年齡24～69 歲，平均（52.25±9.75）歲。本研究經(jīng)倫理委員會批準，所有受試者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用GE 3.0 T MRI 掃描儀及32 通道頭部相控陣線圈。受試者在掃描過程中保持清醒、放松、靜止、閉眼。rs-fMRI 采用GRE-EPI 序列，掃描參數(shù)：TR/TE 2 000 ms/30 ms，層厚4.0 mm，無間隔，掃描層數(shù)33 層，F(xiàn)OV 24 cm×24 cm，NEX 1，矩陣64×64，翻轉(zhuǎn)角90°，總采集240 個時間點，掃描時間8 min 10 s。

1.3 數(shù)據(jù)處理 基于Matlab R2012a 使用DPARSFA 進行靜息態(tài)數(shù)據(jù)預處理及ReHo 計算，預處理包括：去除前10 個時間點數(shù)據(jù)、時間校正、頭動校正（去除平移＞1.5 mm、轉(zhuǎn)動＞1.5°的數(shù)據(jù)）、回歸協(xié)變量、空間標準化、采用0.01～0.08 Hz 帶寬低頻濾波。采用DPARSF 軟件行ReHo 分析，計算給定體素和相鄰26 個體素時間序列變化的一致性，一致性用肯德爾和諧系數(shù)作為衡量指標，即ReHo 值。得到的ReHo 圖用4 mm×4 mm×4 mm 全寬半高高斯核做空間平滑處理。

1.4 統(tǒng)計學分析 采用SPSS 23.0 軟件分析2 組基本資料，計量資料以±s 表示，行兩獨立樣本t 檢驗，定性資料行χ2檢驗，以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

應用REST 進行統(tǒng)計學分析。2 組組內(nèi)比較采用單樣本t 檢驗，組間比較行兩獨立樣本t 檢驗，得到有差異腦區(qū)。最后將有差異的腦區(qū)作為ROI，用REST 中的REST Image Calculator 制作出DLBP 組每個受試者在兩獨立樣本t 檢驗結(jié)果上的ReHo 圖，再與DLBP 組的病程、VAS 評分行相關(guān)分析。以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料 2 組年齡、性別差異均無統(tǒng)計學意義（均P＞0.05）；DLBP 組病程為（46.36±65.94）個月，VAS 評分為（6.48±1.33）分。

2.2 ReHo 值改變 DLBP 組和對照組的組內(nèi)統(tǒng)計圖顯示的ReHo 腦圖主要為額葉、前扣帶回、后扣帶回、楔前葉、海馬等腦區(qū)（圖1，2，P＜0.05，Cluster Size：307，Alphasim 校正）。

與對照組相比，DLBP 組ReHo 值顯著升高的腦區(qū)有右側(cè)背外側(cè)額上回、右側(cè)內(nèi)側(cè)額上回及眶部額中回、前扣帶回、右側(cè)島葉、右側(cè)顳上回、左側(cè)枕中回；ReHo 值降低的腦區(qū)有右側(cè)楔前葉、后扣帶回、左側(cè)顳中回、左側(cè)枕下回、雙側(cè)小腦后葉、右側(cè)小腦扁桃體、右側(cè)中央后回、右側(cè)舌回及梭狀回（均P＜0.05，Cluster Size：40，Alphasim 校正）（表1，圖3）。

表1 DLBP 組和對照組ReHo 值有差異的腦區(qū)

圖1 椎間盤源性下腰痛（DLBP）組局部一致性（ReHo）值組內(nèi)比較ReHo 圖（單樣本t 檢驗，P＜0.05）圖2 對照組ReHo 值組內(nèi)比較ReHo 圖（單樣本t 檢驗，P＜0.05）圖3 DLBP 組和對照組ReHo 值有差異的腦區(qū)（軸位圖），右側(cè)為t 值的色度條，紅黃色區(qū)域表示DLBP 組較對照組ReHo 值升高的腦區(qū)（P＜0.05），藍色區(qū)域表示DLBP 組較對照組ReHo 值降低的腦區(qū)（P＜0.05）

2.3 ROI 的ReHo 值與病程、VAS 評分相關(guān)性分析DLBP 組右側(cè)額中回ReHo 值的增加與病程呈負相關(guān)（r=-0.577，P＜0.05）；DLBP 組差異腦區(qū)ReHo 值與VAS 評分間尚未發(fā)現(xiàn)顯著相關(guān)性（P＞0.05）。

3 討論

ReHo 最早由Zang 等［6］提出，這種方法檢測給定體素與其相鄰體素時間序列的相似性，反映局部腦區(qū)神經(jīng)元活動的協(xié)調(diào)性。ReHo 值升高或降低反映局部腦區(qū)自發(fā)活動一致性升高或降低，提示局部腦區(qū)同步性活動的產(chǎn)生和調(diào)控機制可能存在異常。Jiang等［7］提出ReHo 作為局部或短距離連接的測量方式，可反映皮層功能的分化及整合程度等。

3.1 ReHo 值升高的腦區(qū) 前額葉參與痛覺的空間認知和記憶、情感整合等［8］。相關(guān)研究［9］表明，左側(cè)前額葉多與積極感情有關(guān)，而右側(cè)前額葉多與負性感情及退縮有關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)，右側(cè)背外側(cè)額上回、內(nèi)側(cè)額上回及眶部額中回ReHo 值顯著升高，表明這些腦區(qū)自發(fā)活動一致性增強，可能與慢性疼痛相關(guān)的負性情緒及回避反應的產(chǎn)生增加有關(guān)。中腦導水管周圍灰質(zhì)接受前額葉皮層的下行纖維，前額葉皮層的活動性增強可導致疼痛效應的易化或抑制［10］。因此，前額葉皮層活動性改變可能通過易化或抑制疼痛效應對慢性疼痛病理狀態(tài)的建立、維持發(fā)揮作用。本研究發(fā)現(xiàn)右側(cè)額中回ReHo 值的增加與病程呈負相關(guān)。研究［11］表明，慢性疼痛患者隨病程發(fā)展，各項認知功能有不同程度的損傷，而額葉功能在認知損害發(fā)生過程中有重要代償作用。DLBP 患者右側(cè)額中回ReHo 值升高與病程呈負相關(guān)，說明右側(cè)額葉局部腦組織活動的協(xié)調(diào)性隨病程延長而減低，推測可能與額葉在認知損害過程中的代償功能減低有關(guān)，但需更多研究驗證。

DLBP 患者ReHo 值顯著升高的腦區(qū)還有前扣帶回和島葉。相關(guān)研究［12-13］表明，前扣帶回參與疼痛情緒信息的編碼與疼痛調(diào)制。DLBP 患者前扣帶回ReHo 值顯著升高，可能與疼痛狀態(tài)下前扣帶回對疼痛的調(diào)制及止痛作用激活有關(guān)。島葉與疼痛預期有密切關(guān)系，對非傷害性刺激如嗅味覺等也有反應［14］。梁豪文等［15-16］研究發(fā)現(xiàn)，帶狀皰疹后遺神經(jīng)痛患者右側(cè)腦島ReHo、低頻振蕩幅度（ALEF）信號均較急性期患者增強，與本研究結(jié)果吻合。右腦島葉ReHo 值顯著升高可能是慢性疼痛患者需整合大量與疼痛相關(guān)或不相關(guān)的信息。

3.2 ReHo 值降低的腦區(qū) 本研究中右側(cè)楔前葉和后扣帶回ReHo 值明顯降低。楔前葉和后扣帶回是靜息態(tài)下大腦活動的關(guān)鍵區(qū)域［17］。在關(guān)于抑郁癥的研究［18］中發(fā)現(xiàn)楔前葉與后扣帶回的異常，提示其異?？赡苁菍е抡麄€默認狀態(tài)網(wǎng)絡功能異常的關(guān)鍵，并在抑郁癥的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用。楔前葉和后扣帶回ReHo 值異常降低對慢性疼痛患者治療方案的選擇和調(diào)整可能有一定的指導作用，如對部分慢性疼痛患者，重視其負面情緒的調(diào)節(jié)可能是治療的重要環(huán)節(jié)。

本研究中DLBP 患者雙側(cè)小腦后葉ReHo 值顯著降低。小腦主要功能是運動控制，但已有研究［19-20］發(fā)現(xiàn)，小腦通過運動、情感控制對疼痛刺激作出反應參與疼痛的發(fā)病機制。張川等［21］研究發(fā)現(xiàn)，腰椎間盤突出癥患者小腦后葉ALEF 值較對照組顯著降低，說明小腦自發(fā)神經(jīng)活動出現(xiàn)減低，與本研究結(jié)果相似，在一定程度上支持了小腦參與疼痛的中樞機制這一觀點。

本研究發(fā)現(xiàn)中央后回ReHo 值降低，中央后回主要參與辨別疼痛的位置、強度、空間時間累積等。在不同的慢性疼痛相關(guān)研究［22］中，中央后回ReHo 值的改變不盡相同，擴大樣本量進一步研究可能得出更貼近實際的結(jié)論。同時可對研究對象的焦慮抑郁狀態(tài)等進行評價，并進行分層研究。

綜上所述，DLBP 患者存在多個腦區(qū)ReHo 值升高或降低的雙向變化，涉及疼痛感覺、情緒、認知及默認網(wǎng)絡的重要集散點等，可能導致機體對疼痛相關(guān)的感覺、記憶等信息的加工整合減低，且DLBP 可能與患者的負性情緒產(chǎn)生增多、疼痛調(diào)節(jié)失衡相關(guān)。