本文關鍵詞：廣泛性焦慮障礙患者靜息態(tài)腦功能磁共振的研究

  更多相關文章： 廣泛性焦慮障礙 功能磁共振成像 靜息態(tài) 局部一致性 功能連接

【摘要】：目的：本研究利用靜息態(tài)功能磁共振成像技術,采用局部一致性(ReHo)和功能連接(FC)分析算法,探索廣泛性焦慮障礙患者靜息狀態(tài)下局部相鄰腦區(qū)自發(fā)神經(jīng)活動和不相鄰腦區(qū)功能連接改變情況,以及這些異常腦區(qū)與臨床特征之間的聯(lián)系,為廣泛性焦慮障礙患者神經(jīng)機制的探索提供可能的影像學依據(jù)。材料與方法：1.研究對象：研究對象經(jīng)過神經(jīng)科醫(yī)生和影像科醫(yī)生篩查,最后包括廣泛性焦慮障礙患者組被試31例(男15例,女16例),平均年齡36.87±9.16歲(19～56歲)；年齡,性別,受教育程度均匹配的健康對照組被試入組36例(男13,女23),平均年齡：39.53±8.83歲(20～58歲)。所有受試者都是右利手、母語為漢語、漢族。廣泛性焦慮障礙患者組入的選標準如下：(1)符合美國《精神障礙診斷與統(tǒng)計手冊》(DSM-IV)中關于廣泛性焦慮障礙的診斷標準。(2)主訴對諸多事情或活動表現(xiàn)出難以控制的焦慮和擔心,起病至少6個月；(3)入組前一個月未服用過抗焦慮、抗精神病藥物；(3)漢密爾頓焦慮量表≥14分；(4)小學及以上文化；(5)年齡為18-60歲。廣泛性焦慮障礙患者組排除標準如下：(1)其它精神相關疾病及繼發(fā)焦慮障礙患者；(2)合并藥物或酒精依賴者；(3)診斷抑郁癥或曾有抑郁發(fā)作的患者；(4)24項漢密爾頓抑郁量表評分20分；(5)伴有其他明顯的內(nèi)科疾病,如：糖尿病、高血壓等；(6)在常規(guī)頭顱MRI檢查存在異常信號的被試；(7)懷孕、哺乳婦女；(8)磁共振檢查禁忌癥如幽閉恐怖癥,心臟放置起搏器等。此外,正常對照組入選篩查如下：(1)漢密爾頓焦慮量表評分7分,24項漢密爾頓抑郁量表評分8分；(2)常規(guī)頭顱MRI檢查沒有發(fā)現(xiàn)器質(zhì)性病變；(3)無重大精神或器質(zhì)性疾病史；(4)體內(nèi)無金屬異物。玉溪市人民醫(yī)院倫理委員會機構批準本試驗的研究,所有受試者均簽署了知情同意書。2.量表測試和磁共振數(shù)據(jù)采集：在進行磁共振數(shù)據(jù)掃描前,由經(jīng)過訓練的2名神經(jīng)科醫(yī)生采用交談和觀察的方法分別對所有被試進行量表采集,獲得每個廣泛性焦慮障礙患者情緒方面可量化的指標,內(nèi)容包括：(1)漢密爾頓焦慮量表用于焦慮癥的診斷及焦慮癥狀的嚴重程度劃分的依據(jù),共14個項目,評分標準為五級評分,0-4級,0級為無癥狀、1級為輕度、2級為中度、3級為重度、4級為極重度,其中7分無焦慮：≥7分可能有焦慮；≥14分肯定有焦慮；≥21分明顯有焦慮；≥29分嚴重有焦慮。(2)24項漢密爾頓抑郁量表是臨床上評定抑郁狀態(tài)時應用最為普遍的量表,結果分析：按照DavisJM的劃分35分,可能為嚴重抑郁；大于20分,可能是輕或中等度的抑郁：如8分,便沒有抑郁癥狀。(3)特質(zhì)焦慮量表(State-Trait Anxiety Scale-Trait Scale, STAI-T)反映受試者平時的焦慮狀況。磁共振數(shù)據(jù)采集使用Philips Ingenia 3.0T掃描儀進行掃描,以及應用8通道頭線圈接受磁共振信號。每個被試均平躺仰臥,頭部由泡沫舒適固定用來限制頭動,綿球塞耳、佩戴耳機用來保護聽力。告知受試者掃描期間保持閉目,盡量不作任何保持平靜,不想任何系統(tǒng)性事情,不能入睡。每個被試均行常規(guī)MRI序列掃描,包括橫斷面T1WI、T2WI、T2-FLAIR和矢狀面T2WI,以檢測臨床隱匿性及器質(zhì)性病變。掃描參數(shù)如下：橫斷面T1WI (TR/TE= 189/4.6ms)、 T2-FLAIR(TR/TE= 8000/120ms),橫斷面、矢狀面T2WI(TR/TE= 1984780ms)、FOV=230x230mm2,矩陣=384x217,層厚4mm,層間距l(xiāng)mm。采用梯度回波平面成像序列(EPI)進行對靜息態(tài)功能磁共振(rs-fMRI)數(shù)據(jù)進行采集,采集參數(shù)內(nèi)容如下：重復時間(TR)=2000ms,回波時間(TE)=35ms,翻轉(zhuǎn)角度=90°,FOV=230x230mm2,矩陣=64×64,35個橫斷層面平行前后聯(lián)合線,層厚3.6mm,層間距為0.7,體素大�。�3.6mm×3.6 mmx3.6mm�？偣矑呙�240個動態(tài),采集時間：8分鐘6秒,共獲得8400幅圖像。掃描完成后詢問受試者配合情況,配合不佳者圖像予以剔除。3.數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理采用基于Matlab2012b操作界面,使用集成的靜息態(tài)數(shù)據(jù)處理助手(DPARSF, http://restfmri.net/forum/DPARSF),這個軟件整合了統(tǒng)計參數(shù)圖(Statistical Parametric Mapping. SPM, http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm),還包括另外一個軟件靜息態(tài)功能磁共振處理工具包(Resting state fMRI data analysis toolkit. REST, http://resting-fmri. sourceforge.net)。磁共振數(shù)據(jù)的預處理過程如下：(1)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換：將原始的DICOM圖像格式轉(zhuǎn)換為NIFTI圖像格式；(2)手動去除每個被試的前10個時間點,以避免掃描開始磁場不均勻和受試者不適應對本結果造成的影響,保留靜息狀態(tài)時間序列230個時間點的數(shù)據(jù)；(3)時間層校正(slice timing):選取掃描的中心層作為參考層面,從而對受試者的時間差異進行校正；(4)頭動校正(realign- ment):剔除頭動平移1.5mm與在任何方向上和(或)旋轉(zhuǎn)1.5°的受試者；(5)空間標準化(nomalization):采用蒙特利爾神經(jīng)學研究所(Montreal Neurological Institute, MNI)模板將所有的數(shù)據(jù)圖像進行標準化(重采樣體素大=3×3×3mm3)；(6)去線性漂移(linear detrends)和時間濾波(temporally filterd):將標準化后的數(shù)據(jù)用靜息態(tài)功能磁共振處理工具包REST處理,采用帶寬為0.01-0.08Hz進行去線性漂移和時間濾波的處理,然后進一步去除極低頻率漂移、心臟噪音和生理上高頻呼吸等的影響。3.1局部一致性數(shù)據(jù)分析在前面預處理基礎上計算每個受試者全腦體素的局部一致性即ReHo值,得到標準化的ReHo圖,所得到的數(shù)據(jù)進行空間平滑,使用8mm半高值帶寬(full-width at half-maximum, FWHM)高斯核函數(shù)進行,以用來減少噪聲、腦回結構的剩余差異,從而進一步提高圖像信噪比。3.2功能連接數(shù)據(jù)分析在前面預處理空間標準化的基礎上,進行空間平滑(Smooth),用8mm半高值帶寬(full-width at half-maximum. FWHM)高斯核函數(shù)進行空間平滑處理以增加數(shù)據(jù)信噪比,然后進行去線性漂移和時間濾波。結合前人的研究結果選取感興趣(ROI)區(qū)域,選擇前扣帶回作為種子點(seed) ,提取其BOLD信號的時間序列的平均值,去除9個額外的協(xié)變量,包括：6個頭動參數(shù)、全腦信號、腦白質(zhì)和腦脊液信號,以減少頭動及生理的影響,然后計算該種子點與全腦其它體素(voxel)時間序列的相關性,尋找與種子點有較強時間相關性的腦區(qū)；標準化利用Fisher Z轉(zhuǎn)換將相關系數(shù)轉(zhuǎn)化為Z值,從而獲得功能連接的強度值。統(tǒng)計學分析采用兩樣本t檢驗來評估廣泛性焦慮障礙患者與健康對照組之間的年齡、受教育年限、漢密爾頓抑郁量表、漢密爾頓焦慮量表、特質(zhì)焦慮量表得分的差異；卡方檢驗用來分析兩組間性別差異。統(tǒng)計分析是用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件包完成,數(shù)據(jù)用均數(shù)±標準差表示,P0.05被認為差異具有統(tǒng)計學意義。1.局部一致性的統(tǒng)計分析用統(tǒng)計參數(shù)圖軟件SPM8對空間平滑的ReHo圖進行統(tǒng)計分析,采用兩樣本t檢驗來探索廣泛性焦慮障礙患者與正常被試間的ReHo差異,校正簇水平的閾值設定在p0.05認為具有顯著性差異,采用REST里的Alphasim進行多重校正從而降低假陽性率。得出明顯差異性腦區(qū)后,采用REST軟件提取差異性腦區(qū)廣泛性焦慮障礙患者的Reho值,并用Pearson相關系數(shù)分析其與漢密爾頓焦慮量表、漢密爾頓抑郁量表、特質(zhì)焦慮量表得分相關性。2.功能連接的統(tǒng)計學分析功能連接采用SPM8對功能連接圖進行統(tǒng)計分析,選取ALL模板中的左側(cè)前扣帶回、右側(cè)前扣帶回分別作為種子點,采用兩樣本t檢驗分別比較廣泛性焦慮障礙患者與正常被試間各種子點(左側(cè)前扣帶回、右側(cè)前扣帶回)的功能連接強度的差異,校正簇水平的閾值設定在p0.05認為具有顯著性差異,采用REST里的Alphasim進行多重校正從而降低假陽性率。獲得每個體素與前扣帶回的功能連接強度圖,采用REST軟件提取差異性腦區(qū)廣泛性焦慮障礙患者的功能連接強度值,并用Pearson相關系數(shù)分析其與漢密爾頓焦慮量表、漢密爾頓抑郁量表、特質(zhì)焦慮量表得分相關性。結果：1.人口統(tǒng)計學和臨床特征結果GAD組與健康對照組組間性別(P=0.310)、年齡(P=0.232)及受教育程度(P=0.088)均沒有顯著性差異,廣泛性焦慮障礙組漢密爾頓焦慮量表、漢密爾頓抑郁量表、特質(zhì)焦慮量表得分明顯高于正常對照組。2.局部一致性結果及其與臨床特征相關分析同健康對照組比較,廣泛性焦慮障礙患者右眶部額中回、右側(cè)額中回、左扣帶回前部、雙側(cè)輔助運動區(qū)局部一致性明顯減低；左側(cè)顳中回、左側(cè)顳上回、右側(cè)枕上回局部一致性升高局部一致性顯著升高(p0.05,多重比較校正)。進一步相關分析左側(cè)顳中回Reho值與漢密爾頓焦慮量表得分呈顯著正相關(r=0.488,P=0.005)。3.功能連接結果及其與臨床特征相關分析同健康對照組比較,廣泛性焦慮障礙患者左側(cè)前扣帶回與右側(cè)眶部額下回、左內(nèi)側(cè)額上回、右側(cè)額中回、右側(cè)背外側(cè)額上回、右側(cè)顳中回顳極、右側(cè)顳中回、左側(cè)后扣帶回功能連接減低；左側(cè)前扣帶回與左側(cè)中央前回功能連接增高(p0.05,多重比較校正)。進一步Pearson相關發(fā)現(xiàn)左側(cè)前扣帶回分別與左內(nèi)側(cè)額上回(r=0.415,P=0.039)、右側(cè)顳中回顳極(r=0.494,P=0.012)功能連接強度值與漢密爾頓焦慮量表得分呈顯著正相關。同健康對照組比較,廣泛性焦慮障礙患者右側(cè)前扣帶回與右側(cè)眶部額下回、右側(cè)顳中回、右側(cè)中扣帶回功能連接減低；右側(cè)前扣帶回與左側(cè)海馬旁回功能連接增強(p0.05,多重比較校正)。結論：1.本研究采用局部一致性(ReHo)對廣泛性焦慮障礙患者進行研究發(fā)現(xiàn)多個腦區(qū)的局部一致性存在異常,主要表現(xiàn)為廣泛性焦慮障礙患者右眶部額中回、右側(cè)額中回、左扣帶回前部、雙側(cè)輔助運動區(qū)局部一致性明顯減低；左側(cè)顳中回、左側(cè)顳上回、右側(cè)枕上回局部一致性升高局部一致性顯著升高。其中左側(cè)顳中回Reho值與漢密爾頓焦慮量表得分呈顯著正相關。2.本研究采用功能連接(FC)對廣泛性焦慮障礙患者進行研究發(fā)現(xiàn),同健康對照組比較,廣泛性焦慮障礙患者左側(cè)前扣帶回與右側(cè)眶部額下回、左內(nèi)側(cè)額上回、右側(cè)額中回、右側(cè)背外側(cè)額上回、右側(cè)顳中回顳極、右側(cè)顳中回、左側(cè)后扣帶回功能連接減低；左側(cè)前扣帶回與左側(cè)中央前回功能連接增高。而廣泛性焦慮障礙患者右側(cè)前扣帶回與右側(cè)眶部額下回右側(cè)顳中回、右側(cè)中扣帶回功能連接減低；右側(cè)前扣帶回與左側(cè)海馬旁回功能連接增高。其中左側(cè)前扣帶回分別與左內(nèi)側(cè)額上回、右側(cè)顳中回顳極的功能連接強度值與漢密爾頓焦慮量表得分呈顯著正相關。因此,本研究發(fā)現(xiàn)靜息狀態(tài)下探索廣泛性焦慮障礙患者大腦神經(jīng)活動的改變,有利于進一步理解廣泛性焦慮障礙的神經(jīng)活動特點；廣泛性焦慮障礙患者存在情緒、感覺運動等多個腦區(qū)的局部一致性和功能連接存在異常,并發(fā)現(xiàn)部分腦區(qū)與廣泛性焦慮障礙患者臨床癥狀之間的相關性,這些可能和廣泛性焦慮障礙的神經(jīng)病理機制有關。
【關鍵詞】：廣泛性焦慮障礙 功能磁共振成像 靜息態(tài) 局部一致性 功能連接
【學位授予單位】：南方醫(yī)科大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R749.7;R445.2
【目錄】：

• 摘要3-9
• ABSTRACT9-18
• 第一章 前言18-27
• 參考文獻23-27
• 第二章 實驗部分27-61
• 第一節(jié) 材料與方法27-33
• 1. 研究對象27
• 2. 量表測試27-28
• 3. MRI數(shù)據(jù)采集28-29
• 4. 數(shù)據(jù)處理29-33
• 5. 統(tǒng)計分析33
• 第二節(jié) 結果33-42
• 1. 人口統(tǒng)計學和臨床特征結果33-34
• 2. 局部一致性結果34-36
• 3. 功能連接結果36-42
• 第三節(jié) 討論42-54
• 1. BOLD-fMRI原理簡介42-43
• 2. rs-fMRI定義及分析方法43-46
• 3. 局部一致性結果分析46-49
• 4. 功能連接結果分析49-54
• 5. 局限性和小結54
• 參考文獻54-61
• 綜述61-69
• 參考文獻66-69
• 附錄69-70
• 成果70-71
• 致謝71-73

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