尚宏元 楊春林 王文斌

首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京安定醫(yī)院影像放射科 (北京 102206)

精神分裂癥(schizophrenia，SZ)多于青壯年時起病，年發(fā)病率約0.11%～0.45%，病程遷延，可反復(fù)發(fā)作或加重、惡化，是一種高致殘性精神疾病，最終可引起精神衰退和精神殘疾[1]。SZ的發(fā)病原因較復(fù)雜，與發(fā)育、心理、遺傳等多種因素相關(guān)，其病理機制至今尚未明確[2-3]。磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)讓定量化檢測大腦結(jié)構(gòu)和功能特征得以實現(xiàn)，尋找SZ患者與正常人大腦結(jié)構(gòu)和功能特征的差異，這些差異雖不能成為臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)，但能為SZ的診斷提供可靠依據(jù)[4]。本研究擬采用基于體素形態(tài)學(xué)研究(voxel-based morphology，VBM)進行腦結(jié)構(gòu)非對稱性分析，并比較SZ患者與正常人腦灰質(zhì)密度、體積及腦區(qū)面積的差異，以評估多模態(tài)MRI在輔助診斷SZ中的應(yīng)用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取2018年1月至2020年1月我院收治的首發(fā)SZ患者112例為SZ組，納入標(biāo)準(zhǔn)：符合《精神障礙診斷與統(tǒng)計手冊》第5版[5]中精神分裂癥的診斷標(biāo)準(zhǔn)；年齡20～50歲；首次發(fā)作，病程低于2年；未接受過任何抗精神病藥物治療；未接受過電休克等物理治療；陽性與陰性癥狀量表(PANSS)總分≥60分(1～7分評分法)，其中評分≥4分的陽性癥狀條目至少有3條，幻覺行為評分≥4分；自愿配合MRI檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)：生物學(xué)父母非漢族；有酒精依賴或藥物依賴史；患有嚴(yán)重軀體疾病，如糖尿病、高血壓、腫瘤轉(zhuǎn)移；重癥哮喘等不穩(wěn)定的軀體疾??；有神經(jīng)系統(tǒng)異常史；患有甲狀腺疾病、多發(fā)性硬化等可能導(dǎo)致精神異常的疾??；體內(nèi)帶有強磁性物體者。PANSS總分(89.97±11.25)分，陽性癥狀評分(23.04±3.62)分；陰性癥狀評分(21.58±3.79)分；一般精神病理量表評分(45.35±8.52)分。另選擇同期健康體檢者62例為對照組，本研究獲得我院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)，所有受試者均簽署知情同意書。兩組基線資料分布均衡(P＞0.05)，見表1。

表1 兩組基線資料比較

1.2 方法選擇GE 3.0T超導(dǎo)MRI掃描儀、標(biāo)準(zhǔn)頭部線圈，受試者取仰臥位，用泡沫墊固定頭部以避免頭動偽影，受試者保持呼吸平穩(wěn)、清醒狀態(tài)，全身不動，MRI掃描由同一技師完成，先行常規(guī)T1、T2加權(quán)掃描，觀察腦形態(tài)學(xué)表現(xiàn)，排除腦器質(zhì)性病變；應(yīng)用三維梯度回波成像序列、快速特體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列，掃面參數(shù)：TR/TE=8.5ms/3.4ms，反轉(zhuǎn)角120，層厚1mm，單次激勵，重復(fù)時間12s，回波時間4.5ms，反轉(zhuǎn)時間4.5ms，視野24cm×24cm，矩陣256×256，體素大小0.47×0.47×1mm3，全腦共采集156層軸面圖像，掃描完成后，圖像數(shù)據(jù)自動傳輸至后處理工作站。

1.3 數(shù)據(jù)分析采用優(yōu)化的VBM對3D T1圖像進行處理，采用SPM2軟件進行數(shù)據(jù)分析，OVBM算法包括：(1)創(chuàng)建一個對稱的全腦模板，將所有原始圖像轉(zhuǎn)換為1×1×1mm3大小，進行空間平滑創(chuàng)建一個T1模板。(2)創(chuàng)建腦灰質(zhì)模板，將原始圖像配準(zhǔn)到⑴創(chuàng)建的模板。(3)分割提取灰質(zhì)，空間平滑并疊加平均。(4)將原始的灰質(zhì)圖像配準(zhǔn)到創(chuàng)建的灰質(zhì)模板進行標(biāo)準(zhǔn)化，所得的標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)應(yīng)用相應(yīng)的原始圖像，得到最終標(biāo)準(zhǔn)化的全腦圖像，將標(biāo)準(zhǔn)化后的圖像進行分割，將所獲的灰質(zhì)圖像進行平滑，所得圖像進行灰質(zhì)密度比較，將分割后的灰質(zhì)圖像進行Jacobian校正，最后進行灰質(zhì)體積的比較。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析所有數(shù)據(jù)輸入SPSS 23.0軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析，計量資料以(±s)表示，組間比較行獨立樣本t檢驗，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 兩組腦灰質(zhì)非對稱性VBM結(jié)果比較MRI顯示：SZ組患者出現(xiàn)顳中回、額上回、眶回、尾狀核頭、丘腦的正常左側(cè)＞右側(cè)的非對稱性降低，顳上回的正常右側(cè)＞左側(cè)的非對稱性降低，海馬、海馬旁回的正常右側(cè)＞左側(cè)的非對稱性增大，扣帶回部分區(qū)域的非對稱性消失，中央后回呈左側(cè)＞右側(cè)的灰質(zhì)密度非對稱性反轉(zhuǎn)，見表2、圖1、圖2。

圖1 SZ患者腦灰質(zhì)體積縮小區(qū)域。圖2 SZ患者腦灰質(zhì)密度降低區(qū)域。

表2 兩組腦灰質(zhì)非對稱性VBM結(jié)果比較

2.2 兩組腦灰質(zhì)密度及腦區(qū)面積比較SZ組雙側(cè)尾狀核頭、左側(cè)小腦前后葉、雙側(cè)丘腦的腦灰質(zhì)密度及腦區(qū)面積均顯著低于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)，見表3。

表3 兩組腦灰質(zhì)密度及腦區(qū)面積比較

2.3 SZ患者腦灰質(zhì)體積較對照組降低區(qū)域SZ患者腦灰質(zhì)體積較對照組降低，包括雙側(cè)額中回、扣帶回等區(qū)域，本研究的統(tǒng)計水準(zhǔn)為未校正P＜0.01，范圍閾值為10個體素，見表4。

表4 SZ患者腦灰質(zhì)體積較對照組降低區(qū)域

3 討 論

MRI技術(shù)和分析的發(fā)展促進了SZ與臨床研究的結(jié)合，MRI具有無創(chuàng)性、定位準(zhǔn)確、空間分辨率高、多方位成像等優(yōu)勢，有利于對SZ患者的腦結(jié)構(gòu)異常進行定量化研究[6]。本研究在MRI結(jié)構(gòu)圖像上應(yīng)用VBM進行腦結(jié)構(gòu)的非對稱性研究，而VBM是一種把腦作為一個整體并以體素為基本單位進行比較的形態(tài)學(xué)研究方法，該方法可避免人為干擾因素，比傳統(tǒng)腦結(jié)構(gòu)研究更敏感[7]。

腦非對稱性異常是SZ表現(xiàn)之一，不僅可表現(xiàn)在腦功能或行為上，還可表現(xiàn)在腦結(jié)構(gòu)的不對稱上，而腦結(jié)構(gòu)與腦功能關(guān)系密切，人腦結(jié)構(gòu)的非對稱性在胚胎發(fā)育第16周時就已存在，該現(xiàn)象也成為SZ神經(jīng)發(fā)育病因?qū)W說的證據(jù)[8]。本研究中，與正常人相比，SZ組患者出現(xiàn)顳中回、額上回、眶回、尾狀核頭、丘腦的正常左側(cè)＞右側(cè)的非對稱性降低，顳上回的正常右側(cè)＞左側(cè)的非對稱性降低，海馬、海馬旁回的正常右側(cè)＞左側(cè)的非對稱性增大，扣帶回部分區(qū)域的非對稱性消失，中央后回呈左側(cè)＞右側(cè)的灰質(zhì)密度非對稱性反轉(zhuǎn)；上述結(jié)構(gòu)異常與SZ患者思維、記憶、情緒等方面的障礙密切相關(guān)。

本研究結(jié)果顯示，SZ組雙側(cè)尾狀核頭、左側(cè)小腦前后葉、雙側(cè)丘腦的腦灰質(zhì)密度及腦區(qū)面積均顯著低于對照組；SZ患者腦灰質(zhì)體積較對照組降低，包括雙側(cè)額中回、扣帶回等區(qū)域，與李日鵬等[9]研究結(jié)果相似。Keymer-Gausset A等[10]研究發(fā)現(xiàn)，SZ患者與健康組右側(cè)島葉皮質(zhì)、額葉下回和眶額葉皮質(zhì)以及枕葉皮質(zhì)部分區(qū)域的灰質(zhì)密度存在顯著和廣泛的差異。聽覺中樞位于顳上回和額中回，SZ患者的幻聽可能與顳上回、額中回灰質(zhì)密度下降有關(guān)；扣帶回涉及注意、動機、情感的整合功能，扣帶前回主要涉及情感狀態(tài)的識別、自律功能的調(diào)整、情感相關(guān)操作的執(zhí)行等，且扣帶前回與前額葉皮質(zhì)和顳邊緣結(jié)構(gòu)存在廣泛的纖維聯(lián)系，扣帶前回異常在SZ中屢被報道[11]。

綜上所述，SZ患者存在腦結(jié)構(gòu)非對稱性紊亂，腦灰質(zhì)體積、密度較正常人降低，大腦結(jié)構(gòu)異?？赡苁荢Z的神經(jīng)生物學(xué)機制之一，多模態(tài)MRI可作為診斷SZ的輔助性手段。