【摘要】：研究背景:潰瘍性結腸炎是一種病因不明的慢性腸道炎癥性疾病,患者除了反復發(fā)作的腹痛、腹瀉等腸道癥狀的同時,通常也會出現(xiàn)認知功能障礙和情緒障礙等癥狀,例如注意力不集中、記憶力下降、執(zhí)行功能減退甚至產(chǎn)生焦慮抑郁的癥狀。然而產(chǎn)生這些癥狀的潛在神經(jīng)發(fā)生機制至今仍然沒有研究清楚。在以往的磁共振成像研究中,往往關注腸道炎癥本身的影像學表現(xiàn),近年來隨著靜息態(tài)腦功能成像的應用,炎癥性腸病的腦腸軸的假說也為疾病反復發(fā)作提供了一個框架。之前的任務態(tài)功能磁共振的研究發(fā)現(xiàn)炎癥性腸病患者的大腦活動存在異常,其中扣帶回包括前扣帶回、中扣帶回、海馬及基底核有異常的激活。然而類似相關的研究沒有分析這些腦區(qū)的自發(fā)電生理活動及其他全腦水平的功能連接是否存在異常,更關鍵的這些腦區(qū)與疾病引起的認知功能及情緒異常是否存在相關性還有待進一步探討。目的:本研究擬通過靜息態(tài)磁共振功能分離的低頻振幅(amplitude of low-frequency fluctuation,ALFF)的指標,與功能整合的功能連接(functional connectivity,FC)方法相結合。通過比較潰瘍性結腸炎患者與健康對照組之間全腦ALFF值之間的差異,找出異�；顒拥哪X區(qū),并作為種子點對全腦全體素之間做FC分析。試圖從大腦神經(jīng)元自發(fā)活動的強度和全腦整合功能連接方面研究潰瘍性結腸炎活動期全腦異常功能改變的特點,進而從影像學角度證實腦腸軸在疾病活動的狀態(tài)。材料與方法:1.選取41例腸鏡及臨床Mayo評分證實為輕-中度活動期的潰瘍性結腸炎患者實驗組,廣告招募42例年齡、性別、受教育水平等一般資料相匹配的健康志愿者為對照組,參與本次研究。潰瘍性結腸炎患者需進行血常規(guī)、C反應蛋白、血沉等常規(guī)生化檢測,在入組前一個月內(nèi)腸鏡檢查提示腸道炎癥處于活動期;對所有被試進行神經(jīng)心理學檢測,包括炎癥性腸病生活質(zhì)量問卷、壓力知覺量表、視覺疼痛評分、匹茲堡睡眠質(zhì)量評估、醫(yī)院焦慮抑郁量表、抑郁自評量表、焦慮自評量表。2.磁共振數(shù)據(jù)采集和處理,首先通過GE 3.0T磁共振掃描儀采集定位線,然后進行均場,之后利用三維快速擾相采集梯度回波序列(3DFSPGR)掃描獲取高分辨的T1結構像數(shù)據(jù),最后以平面回波序列(EPI)掃描獲取靜息態(tài)功能影像。利用基于Matlab 8.0.3(R2014a)的靜息態(tài)腦功能成像數(shù)據(jù)處理包(DPABI v2.3)對所獲的T1高分辨結構像和靜息態(tài)功能圖像數(shù)據(jù)進行后處理,計算出低頻振幅(ALFF)的腦靜息態(tài)功能指標,隨后對兩組受試者的各種靜息態(tài)指標進行雙樣本t檢驗,將有明顯差異的腦區(qū)作為種子點。最后用REST1.8軟件,將前述發(fā)現(xiàn)兩組腦功能變化的種子點對全腦體素做功能連接(FC)分析。以上所有分析結果均以單個體素P0.001,簇水平P0.05(FDR校正P0.05;SVC校正,連續(xù)體素20)為差異有統(tǒng)計學意義。3.被試認知功能評估及大腦行為相關性,利用Eprime軟件對所有被試進行認知功能評估,包括注意力網(wǎng)絡測試(ANT)、執(zhí)行功能測試(Stroop task)、工作記憶測試(Two-back task)。最后用SPSS 22.0軟件將所有認知功能數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析:潰瘍性結腸炎組和健康對照組的年齡、受教育水平、ANT三個子網(wǎng)絡、Stroop-task RT、Two-back RT做雙樣本t檢驗;性別做秩和檢驗(Chi-square test);Stroop-task AR、Two-back AR做非參數(shù)檢驗(Mann-Whitney rank test)。提取潰瘍性結腸炎患者組異常腦區(qū)的ALFF值及FC值與臨床一般指標、情緒癥狀(焦慮、抑郁)及認知功能數(shù)據(jù)做皮爾森相關分析,找出其大腦-行為相關性。結果:1.一般資料兩組受試者之間的年齡、性別、受教育水平無統(tǒng)計學差異(P=0.766,P=0.943,P=0.383);潰瘍性結腸炎患者組相對于健康對照組更低的IBDQ評分(P0.001)、更高的焦慮及抑郁評分(P0.001)、更差的睡眠質(zhì)量(P0.001)、警覺性更低(P=0.048)、執(zhí)行控制更差(P=0.044)、記憶準確率更低(P0.001)、記憶反應時間更長(P=0.031)、執(zhí)行力準確率更低(P0.001)、執(zhí)行能力反應時間更長(P=0.022),這些結果提示了患者情緒異常以及認知能力減退等癥狀。2.低頻振幅(ALFF)分析與健康對照組比較,潰瘍性結腸炎患者組在海馬、旁海馬的ALFF值有明顯減低,同時發(fā)現(xiàn)左側后扣帶回以及左側額中回的ALFF值升高,這些異�；顒拥哪X功能區(qū)域?qū)⒈蛔鳛榉N子點進行后面FC的分析。3.功能連接(FC)分析以海馬/旁海馬為種子點做全腦功能連接分析,發(fā)現(xiàn)潰瘍性結腸炎患者組在雙側額中回、右側前扣帶回以及左側尾狀核區(qū)之間的功能連接增強;以左側后扣帶回作為種子點,對全腦體素之間做功能連接分析,發(fā)現(xiàn)潰瘍性結腸炎患者組的雙側中扣帶回、左側角回之間的功能連接增強,而與右側枕下回之間的功能連接減弱;以左側額中回作為種子點做全腦功能連接分析,發(fā)現(xiàn)潰瘍性結腸炎患者組腦干、右側頂下小葉及右側額上回之間的功能連接增強。4.相關分析提取ALFF以及功能連接有差異腦區(qū)的Z值,與潰瘍性結腸炎患者一般資料、心理情緒量表以及認知功能數(shù)據(jù)進行偏相關分析,以年齡、性別及受教育程度作為協(xié)變量,以P0.05(Bonferronni校正)為差異有統(tǒng)計學意義。發(fā)現(xiàn)潰瘍性結腸炎患者患病時間與工作記憶反應時間呈正相關(P=0.018,r=0.367);工作記憶的反應時間與降低的海馬/旁海馬ALFF值以及增強的海馬-左側尾狀核之間的功能連接成負相關(P=0.008,r=-0.411,P=0.026,r=-0.347);執(zhí)行功能Stroop的反應時間與左側后扣帶回ALFF值增加成正相關(P=0.023,r=0.355),與增強的海馬-前扣帶回之間功能連接成負相關(P=0.037,r=-0.327);注意力網(wǎng)絡警覺功能與左側后扣帶回ALFF值成正相關(P=0.008,r=0.408),與增強的左側后扣帶回-左側角回之間功能連接成負相關(P=0.029,r=-0.342);最后,患者情緒SAS與SDS分別和增強的額中回-頂下小葉之間功能連接成負相關(P=0.011,r=-0.393,P=0.018,r=-0.367)。然而,在健康人中這些大腦行為相關性本研究中沒有找到。結論:本研究發(fā)現(xiàn)處于活動期的潰瘍性結腸炎患者的多個大腦自發(fā)神經(jīng)活動腦區(qū)異常,包括海馬/旁海馬、左側后扣帶回及左側額中回,并通過基于種子點的全腦功能連接發(fā)現(xiàn)左側尾狀核、前扣帶回、左側角回以及頂下小葉等區(qū)域FC異常。而這些腦區(qū)多位于邊緣系統(tǒng)中,邊緣系統(tǒng)在人腦-腸軸中處于核心地位,而邊緣系統(tǒng)同時也參與了人的認知功能及情緒處理。最后通過相關性分析顯示,潰瘍性結腸炎患者認知功能損害及情緒異常與參與對應功能的異常腦區(qū)存在相關性。綜上所述,本研究從神經(jīng)影像的角度揭示了潰瘍性結腸炎患者認知功能損害及疾病活動的一些神經(jīng)生理基礎。
【圖文】：

潰瘍性結腸炎患者組相對于健康對照組出現(xiàn)多個有顯著差異的腦區(qū)（通過 FD簇水平 P 小于 0.05，，體素水平閾值 P=0.001，如圖 1 所示），其中潰瘍性結腸側海馬/旁海馬區(qū)的 ALFF 值顯著降低，而左側額中回和左側后扣帶回的 ALFF，選取上述腦區(qū)的峰值點坐標作為進一步分析 FC 的種子點。結果如表 2 所示表 2 潰瘍性結腸炎組和健康對照組 ALFF 顯著變化的腦區(qū)腦區(qū) 大腦半球 BA 分區(qū)MNI 坐標T 值體X Y Z大馬/旁海馬區(qū) 雙側 35 12 -3 -30 -4.9212 2后扣帶回 左側 31 -15 -66 12 4.3442 額中回 左側 9/10 -18 -6 57 4.9545 False discovery rate (FDR)-corrected, p < 0.05.

陸軍軍醫(yī)大學碩士學位論文18圖-2 潰瘍性組與健康對照組以海馬/旁海馬為種子點的功能連接差異代表圖，其中 ACC 與MRG 采用 FDR 校正（P＜0.05），CAU.L 采用 SVC 校正（FEW，P＜0.05，連續(xù) 20 體素大�。�。紅色代表增強的功能連接，藍色代表減弱的功能連接.縮寫詞：HIPP/ParaHIPP=海馬/旁海馬，ACC = 前扣帶回，MFG=額中回
【學位授予單位】：中國人民解放軍陸軍軍醫(yī)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：R445.2;R574.62

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