黃海燕，田兄玲，王 儉，姜春暉，馬 娟，程曉陽,張德清，劉文亞，母代斌

抑郁癥被認為是功能性疾病，臨床磁共振成像(MRI)檢查腦部影像通常呈陰性，但隨著臨床診療技術(shù)和磁共振技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)階段的研究表明抑郁癥與大腦的某些部位結(jié)構(gòu)改變存在聯(lián)系[1]。神經(jīng)影像學作為新興的影像診斷技術(shù)在抑郁癥診斷中嶄露頭角，可以為抑郁癥的診斷和預后判定提供可靠的客觀依據(jù)，擴散峰度成像技術(shù)(diffusion kurtosis imaging，DKI)在正常人、精神疾病、老年性病變以及腦腫瘤級別判定[2-5]方面均取得了進展。本研究采用DKI對抑郁癥患者的腦結(jié)構(gòu)進行研究，對腦白質(zhì)結(jié)構(gòu)及胼胝體改變與抑郁癥之間的病理關(guān)系進行探討。

1 資料與方法

1.1 納入標準 受試者由兩名高年資精神心理學醫(yī)師篩選、評估：(1)符合疾病預防控制中心(CDC)《中國精神障礙DSM-Ⅲ診斷標準》；病例組患者漢密爾頓抑郁量表評分≥17分；(2)至少滿足以下臨床癥狀中的4項：①興趣喪失、無愉快感；②精力減退或疲乏感；③精神運動性遲滯或激越；④過低的自我評價、自責和內(nèi)疚；⑤聯(lián)想困難或自覺思考能力下降；⑥反復出現(xiàn)自殺、自傷行為的念頭；⑦失眠、早醒或睡眠過多；⑧食欲降低或體質(zhì)量明顯減輕；⑨性欲減退。(3) 病程大于2周。對照組漢密爾頓抑郁量表評分<7分。精神分裂、癡呆、神經(jīng)癥及其他器質(zhì)性疾病(腦血管性疾病、肝腎功能異常者即軀體疾病所致抑郁)，腦創(chuàng)傷病史者，其他實驗室檢查陽性者，正在使用藥物治療患者，MRI檢查禁忌及圖像不符合評估標準者均被排除。

1.2 臨床資料 搜集2012年2月—2013年10月新疆醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院心理醫(yī)學科確診的抑郁癥患者28例為病例組，其中男8例，女20例；年齡30～49歲，平均(39.6±6.6)歲；漢族16例，維吾爾族12例；受教育年限6～16年，平均(11.7±3.6)年。篩選年齡、受教育程度與病例組匹配的健康志愿者28例為對照組，其中男8例，女20例；年齡30～49歲，平均(39.0±5.8)歲；漢族16例，維吾爾族12例；受教育年限6～16年，平均(11.7±3.7)年。研究經(jīng)本院倫理委員會批準實施，所有受試者簽署知情同意書。

1.3 試驗設(shè)備及檢查技術(shù) 采用GE Signa 3.0 T超導磁共振掃描儀、8通道頭部線圈。常規(guī)MRI掃描軸位(平行與胼胝體膝部及壓部下緣的連線)、矢狀位、冠狀位(平行于腦干后緣)；常規(guī)掃描序列：T1加權(quán)像(T1WI)、T2加權(quán)像(T2WI)、液體衰減反轉(zhuǎn)錄恢復序列(FLAIR)；掃描參數(shù)：層厚6.0 mm、層距1.0 mm，掃描視野(FOV)24 cm，平均采集次數(shù)：1～2次；DKI掃描采用軸位(純軸位Axial)；T2WI和DKI序列-平面回波(EPI)序列；掃描參數(shù)：重復時間(TR)9 200 ms、回波時間(TE)118.3 ms、FOV 24 cm、矩陣128×128、層數(shù)26、層厚5.0 mm、層間距0 mm、b值(0、1 000、2 000) s/mm2、脈沖重復激光次數(shù)(NEX)2、31個擴散磁敏感方向,掃描時間9′58″。

1.4 DKI圖像處理分析 應用GE ADW 4.4后處理工作站及function tool 6.0后處理軟件對采集數(shù)據(jù)進行分析處理。由兩位高年資影像?？漆t(yī)師評價，參數(shù)調(diào)整校正，獲得相應的FA值偽彩圖，MD值偽彩圖及MK值偽彩圖，并將FA值偽彩圖、MD值偽彩圖及MK值偽彩圖與軸位T2擬合，感興趣區(qū)域(ROI)選擇分別放置在雙側(cè)額上回、額中回、額下回、顳葉、枕葉(可以清楚顯示腦白質(zhì)層面)的腦白質(zhì)區(qū)域、胼胝體膝部及壓部(顯示胼胝體膝部和壓部最大層面)。ROI大小22 mm2，分別測量3次，取平均值。 ROI避開局部腦溝、血管、骨質(zhì)等區(qū)域。

2 結(jié)果

2.1 對照組與病例組不同區(qū)域FA值比較 對照組與病例組雙側(cè)額上回、額中回、額下回、枕葉、胼胝體膝部及壓部FA值比較，差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；病例組雙側(cè)顳葉FA值較對照組降低，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05，見表1)。

2.2 對照組與病例組不同區(qū)域MK值比較 對照組與病例組雙側(cè)額中回、額下回、枕葉、胼胝體膝部及壓部MK值比較，差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；病例組雙側(cè)額上回、雙側(cè)顳葉MK值較對照組降低，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05，見表2)。

2.3 對照組與病例組不同區(qū)域MD值比較 對照組與病例組雙側(cè)額上回、額中回、額下回、顳葉、枕葉、胼胝體膝部及壓部MK值比較，差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05，見表3)。

2.4 聲像圖表現(xiàn) 病例組與對照組T2WI上未見明顯差別，將DKI序列與純軸位T2序列擬合在function tool 6.0后處理軟件的后處理后得到DKI偽彩圖，觀察病例組與對照組偽彩圖，兩者之間未見明顯差別(見圖1～4)。

表1 對照組與病例組不同區(qū)域FA值比較

表2 對照組與病例組不同區(qū)域MK值比較

表3 對照組與病例組不同區(qū)域MD值比較

注：A顯示雙側(cè)顳葉，B顯示雙側(cè)枕葉，C顯示雙側(cè)額上回、額中回和額下回，D顯示胼胝體膝部及壓部

圖1 MRI掃描感興趣區(qū)域

Figure1 MRI scanning regions of interest

3 討論

以往對抑郁癥腦功能影像方面的研究多集中在1H-離子波譜、功能性磁共振成像(fMRI)、擴散張量成像技術(shù)(DTI)等技術(shù)方面，DTI在對抑郁癥患者的研究發(fā)現(xiàn)額葉、顳葉胼胝體、海馬及扣帶回等多個腦區(qū)FA值降低，其中較多的陽性報道是額葉和顳葉的FA值降低，雙側(cè)額葉和顳葉的降低有差異的報道較少[6-7]。

DKI是在DTI基礎(chǔ)上產(chǎn)生，DTI是二階張量，描述水分子擴散高斯分布特性，腦組織結(jié)構(gòu)復雜導致水分子擴散位移概率分布實際上偏離正態(tài)分布。DKI是四階張量磁共振轉(zhuǎn)換成像技術(shù)，可以準確描述水分子在非高斯分布特性的擴散，DKI可以得到以下指標，F(xiàn)A值、MD值、徑向峰度(RK)值、峰度各向異性(KA)值、MK值,其中較常用的指標是FA值、MD值和MK值[8]。FA值是總體量化評估組織局部水分子運動的擴散異性，F(xiàn)A值大，說明纖維組織走向較一致，排列精密，髓鞘發(fā)育正常，而FA值減小表明纖維的細微結(jié)構(gòu)有損壞，F(xiàn)A值的范圍為0～1，0代表最大各向同性的擴散，1代表假想狀況下最大各向異性的擴散。而關(guān)于FA值及MD值可以反映水分子擴散的高斯領(lǐng)域，無法解決多神經(jīng)纖維交叉問題[9]。MK值被認為是一個復雜的微觀指標，是一個無量綱值，相比于各向異性分數(shù)值，MK值的優(yōu)勢在于不依賴于組織結(jié)構(gòu)的空間方位， MK值為采用多個b值且方向相同的梯度方向上的平均值。一般DKI施加15個方向的敏感梯度場，本研究運用31個方向的敏感梯度場，因此所采集到的數(shù)據(jù)可靠性更高。MK值的大小取決于ROI內(nèi)組織結(jié)構(gòu)的復雜程度，結(jié)構(gòu)越復雜，非正態(tài)分布水分子擴散受限越顯著，MK值也越大[10]。DKI與傳統(tǒng)的DTI相比具有以下優(yōu)點：(1)MK值可以反映出多個微觀細胞區(qū)室的復雜結(jié)構(gòu)造成的非高斯特性；(2)有利于描述水分子交換過程中腦白質(zhì)的不均性；(3)對梯度硬件要求不高；(4)可以同時獲得DTI指標，F(xiàn)A值、MD值多指標的評價分析；(5)對圖像處理過程中混雜效應的干擾不敏感[11]。

圖2 DKI顯示FA偽彩圖

Figure2 DKI showed FA pseudocolor images

圖3 DKI顯示MD偽彩圖

Figure3 DKI showed MD pseudocolor images

圖4 DKI顯示MK偽彩圖

Figure4 DKI showed MK pseudocolor images

抑郁癥被認為是腦網(wǎng)絡和回路工作失常而引發(fā)的一類精神紊亂，其回路上任何病損均會影響到情緒調(diào)節(jié)功能，已經(jīng)被證實與情緒有關(guān)的腦結(jié)構(gòu)和功能的區(qū)域主要集中在額顳葉神經(jīng)纖維束連接構(gòu)成的神經(jīng)環(huán)路中[12]。額葉功能與運動、判斷、預見性和情緒心境有關(guān)，顳葉與情緒及其他精神功能有關(guān)[13]。胼胝體是由兩側(cè)大腦半球的聯(lián)合纖維匯集而成，屬邊緣系統(tǒng)的重要組成部分，額葉和顳葉的很多神經(jīng)纖維經(jīng)過胼胝體膝部，所以胼胝體擔負著兩半球間的信息傳遞和整合功能，是人類精神活動的重要部位[14]。本研究ROI選擇與情感有關(guān)的額葉、顳葉皮質(zhì)下神經(jīng)纖維走形區(qū)和與額顳葉皮質(zhì)下神經(jīng)纖維有聯(lián)系的枕葉及胼胝體結(jié)構(gòu)。

腦白質(zhì)區(qū)域主要由神經(jīng)膠質(zhì)細胞構(gòu)成，神經(jīng)元較少，神經(jīng)膠質(zhì)細胞含有很多軸突并分泌神經(jīng)遞質(zhì)，起到信息傳遞的作用。抑郁癥患者的額顳葉組織病理學結(jié)果提示，神經(jīng)萎縮是主要問題，同時還有發(fā)育和變性的異常，沒有神經(jīng)元細胞的丟失和凋亡，并且膠質(zhì)細胞的樹突和突觸在體積和數(shù)量上是減少的[15]。本研究病例組患者雙側(cè)額上回、雙側(cè)顳葉的MK值較對照組降低， MK值可以更加敏感地探測組織的微觀結(jié)構(gòu)改變，結(jié)合額顳葉病理學研究結(jié)果以活體為基礎(chǔ)推測抑郁癥患者的額顳神經(jīng)纖維可能存在萎縮或髓鞘脫失，使白質(zhì)結(jié)構(gòu)松散。劉海霞等[16]在對首發(fā)中年女性抑郁癥患者采用形態(tài)學研究中發(fā)現(xiàn)，左側(cè)眶額回、右側(cè)尾狀核區(qū)白質(zhì)體積減少，具有類似研究結(jié)果的有Taylor等[17]的研究。推測額顳葉的神經(jīng)纖維可能存在萎縮，使白質(zhì)結(jié)構(gòu)松散的結(jié)論，與劉海霞等[16]的結(jié)論相互印證。同時神經(jīng)纖維的髓鞘脫失或萎縮也會影響默認腦網(wǎng)絡回路的信息傳遞，Sexton等[18]關(guān)于心境障礙的系統(tǒng)評價總結(jié)出，抑郁癥額葉皮質(zhì)下環(huán)路的纖維束病變造成了額葉和皮質(zhì)下區(qū)域間的“失聯(lián)合綜合征”，因此本研究額葉神經(jīng)纖維束的結(jié)構(gòu)改變?yōu)椤笆?lián)合綜合征”的產(chǎn)生提供了病理基礎(chǔ)。本研究中病例組患者左側(cè)額上回、雙側(cè)額中回、雙側(cè)額下回、雙側(cè)顳葉和胼胝體膝部的FA值有降低趨勢，抑郁癥患者雙側(cè)額上回、額中回、額下回、雙側(cè)顳葉MK值有降低趨勢，并且雙側(cè)額上回MK值較對照組降低，而雙側(cè)顳葉既有FA值又有MK值較對照組降低，提示抑郁癥患者存在多個腦區(qū)結(jié)構(gòu)改變，盧青等[19]首發(fā)和復發(fā)中青年重性抑郁癥患者的DTI成像研究中，首發(fā)抑郁癥組較對照組在右額葉中央前回、右額中回、右額下回及右額葉下回、顳葉下回、左顳葉梭狀回及胼胝體的FA值降低，復發(fā)組額中回、右額下回等腦區(qū)的FA值較對照組降低。劉想林等[6]研究顯示青年重性抑郁癥患者多個腦區(qū)(雙側(cè)額上回、雙側(cè)額中回、雙側(cè)額葉內(nèi)側(cè)回、雙側(cè)中央旁小葉、右頂下小葉、雙側(cè)中央后回、右楔狀葉、左枕中回、左語言中樞、左顳上回、右顳中回、右扣帶回、右殼核)的局部一致性(ReHo)降低，本研究雖有諸多腦區(qū)FA值及MK值有降低趨勢，這可能與沒有區(qū)分首發(fā)和復發(fā)患者及疾病嚴重程度有關(guān)。本研究中雙側(cè)額葉MK值較對照組降低，Nilssom等[20]和鄭慧鑫等[2]運用DKI對正常人腦的研究中發(fā)現(xiàn)額葉白質(zhì)MK值隨年齡增長而降低，還發(fā)現(xiàn)顳葉的MK值降低，較額葉和胼胝體結(jié)構(gòu)顯著，因MK值較FA值更敏感，本研究中顳葉的MK值及FA值較對照組降低，可以推測額葉和顳葉的腦結(jié)構(gòu)改變先于其他腦區(qū)，可能顳葉這種改變程度較其他腦區(qū)更重，以往的研究未提到該推測，有待于在今后擴大樣本量證實。

本研究中病例組胼胝體膝部及壓部的FA值和MK值與對照組比較無差異，這一結(jié)果與其他人研究結(jié)果不同，其中繆光勝[21]研究發(fā)現(xiàn)，抑郁癥患者胼胝體壓部的FA值較對照組降低，本研究中抑郁癥患者胼胝體膝部及壓部的MK值及FA值與對照組比較無差異，分析原因為繆光勝研究的病例是9例老年抑郁癥患者，正常人腦髓鞘發(fā)育存在階段性改變，成年人33歲之前FA值呈非線性增加，33歲之后隨年齡增加呈非線性降低[1]。胼胝體連接雙側(cè)大腦半球的聯(lián)合纖維，其神經(jīng)纖維致密，本研究的病例是中年抑郁癥患者，可能沒有胼胝體的結(jié)構(gòu)改變。本研究中抑郁癥患者的雙側(cè)枕葉FA值和MK值與對照組比較無差異，推測枕葉的腦白質(zhì)可能和情感的調(diào)節(jié)沒有直接關(guān)系。

本研究的不足，一方面樣本量較小，另一方面沒有區(qū)分抑郁癥首發(fā)和復發(fā)患者及疾病嚴重程度分級進行研究，這可能也是本研究發(fā)現(xiàn)陽性結(jié)果腦區(qū)較其他研究結(jié)果少的主要原因，有待于在以后的研究中擴大樣本量和區(qū)分首發(fā)和復發(fā)患者以及疾病嚴重程度進一步探討抑郁癥的發(fā)病機制。

DKI被用于很多疾病的臨床研究，但存在掃描時間較長的特性，使其臨床應用受到一定限制。隨著核磁檢查設(shè)備和后處理軟件的改進與完善，DKI的應用將會突破現(xiàn)有瓶頸，成為研究腦白質(zhì)的結(jié)構(gòu)改變與抑郁癥發(fā)病機制之間的聯(lián)系的優(yōu)選工具，依靠DKI提供的影像診斷學依據(jù)，為抑郁癥的研究領(lǐng)域提供更加有價值的研究信息和數(shù)據(jù)。

1 Regenold WT,Phatak P,Marano CM,et al.Myelin staining of deep while matter in the dorsolateral prefrontal cortex in schizophrenia，bipdar disorder,and unipolar major depression[J].Psychiatry Res,2007,151(3):179-188.

2 鄭慧鑫，張輝，王效春，等.正常成人腦結(jié)構(gòu)年齡相關(guān)性變化的擴散峰度成像研究[J].中西醫(yī)結(jié)合心腦血管病雜志，2013，11(5):564-567.

3 Wang JJ,Lin WY,Lu CS,et al.Parkinson disease:diagnostic utility of diffusion kurtosis imaging[J].Radiology,2011,261(1):210-217.

4 Jensen JH,Helpern JA.MRI quantification of non-Gaussian water diffusion by kurtosis analysis[J].NMR Biomed,2010,23(7):698-710.

5 Raab P,Hattingen E,Frankz K,et al.Cerbral gliomas:diffusional kurtosis imaging analysis of micro structural differences[J].Radiology,2010,254(3):876-881.

6 劉想林,王玉忠,劉海洪,等.青年重性抑郁癥患者彌散張量和靜息狀態(tài)下的功能磁共振成像[J].中南大學學報：醫(yī)學版,2010,35(1):25-31.

7 Kingsley PB.Introduction to diffusion tensor imaging mathematics:Part III.Tensor calculation,noise,simulations,and optimization[J].Concepts in Magnetic Resonance Part A,2006,28A(2):155-179.

8 Raab P,Hattingen E,Franz K,et al.Cerebral gliomas:diffusional kurtosis imaging analysis of microstructural differences[J].Radiology,2010,254(3):876-681.

9 孫軍,劉晗秋,孫華平，等.首發(fā)抑郁癥患者治療前后基于體素的DTI研究[J].中國醫(yī)學計算機成像雜志,2011,17(3):207-211.

10 Wu EX,Cheung MM.MR diffusion kurtosis imaging for neural tissue characterization[J].NMR Biomed,2010,23(7):836-842.

11 嚴序,周敏雄,楊光,等.擴散峰度成像的最優(yōu)化數(shù)據(jù)采集策略[C].第二十屆中國國際醫(yī)用儀器設(shè)備展覽會暨技術(shù)交流會、中放磁共振年會暨國際磁共振研討會,2011.

12 Yang E,Nucifora PG,Melhem ER.Diffusion MR imaging:basic principles[J].Neuroimaging Clinics of North America,2011,21(1):1-25.

13 Hasan KM,Walimuni IS,Abid H,et al.A review of diffusion tensor magnetic resonance imaging computational methods and software tools[J].Computers in Biology and Medicine,2011,41(12):1062-1072.

14 James WJ,Victor IR.The American psychiatric publishing textbook of mood disorders[J].American Journal of Psychiatic,2006,163(10):1844-1845.

15 Leclercq D,Delmaire C,Menjot de Champfleur NM,et al.Diffusion tractography:methods,validation and applications in patients with neurosurgical lesions[J].Neurosurgery Clinics of North America,2011,22(2):253-268.

16 劉海霞,鄧偉,蒙華慶,等.中年女性首發(fā)重性抑郁癥患者基于體素的形態(tài)學MRI研究[J].第三軍醫(yī)大學學報,2011,33(23):2516-2519.

17 Taylor WD，Krishnan KR,Payne ME,et al.Structural changes as measured by diffusion tensor imaging in late-life depression[J].American Journal of Geriatric Psychiatry,2002,10(2):77.

18 Sexton CE,Mackay CE,Ebmeier KP.A systematic review of diffusion tensorimaging studies ineffective disorders[J].Biol Psychiatry,2009,66(9):814-823.

19 盧青,姚志劍,劉海燕,等.首發(fā)與復發(fā)中青年重性抑郁癥患者腦結(jié)構(gòu)差異的影像學研究[J].中華行為醫(yī)學與腦科學雜志,2009,18(2):97-99.

20 Nilssom K,Okugawa G,Sugimoto T,et al.Frontal white matter anisotropy and symptom severity of late-life depression:a magnetic resonace diffusion tensor imaging study[J].Journal of Neurology Neurosurgery and Psychiatry,2006,77(1):120-122.

21 繆光勝.抑郁癥患者腦白質(zhì)纖維的各向異性變化[J].中放射學雜志,2011,26(3):275-277.