程捷飛 李勇剛 季 丹 繆錦林 唐 玲

抑郁癥，也稱為抑郁障礙，其特征在于顯著而持久的情緒低落，并且是情緒障礙或情感性障礙的主要類型[1]。抑郁癥的發(fā)作類型可分為雙相抑郁癥(躁狂抑郁癥)和單相抑郁癥。單相抑郁癥不但會對患者工作、學(xué)習和生活造成影響，還會產(chǎn)生自罪自責的病態(tài)心境，嚴重者會反復(fù)想到死亡和自殺。據(jù)世界衛(wèi)生組織(world health organization，WHO)統(tǒng)計，全球抑郁癥患者的數(shù)量已經(jīng)達到3億，到2012年，全球范圍內(nèi)抑郁癥已成為人類繼癌癥之后第二大嚴重的疾病，而抑郁癥患者的高自殺率也引發(fā)系列社會問題[2-3]。臨床上＞50%的患者因無法得到準確的診斷而錯失最佳治療的機會。在磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)的研究中發(fā)現(xiàn)，抑郁癥患者腦白質(zhì)結(jié)構(gòu)、功能和代謝都存在異常，這提供了新的思路和方法來研究抑郁癥的病因以及發(fā)病機制。彌散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)是擴散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)的發(fā)展和深化，常用指標是各向異性分數(shù)(fractional anisotropy，F(xiàn)A)值。許多研究發(fā)現(xiàn)，前額葉、海馬、扣帶回等是與抑郁癥緊密相關(guān)的部位[4]。抑郁癥患者腦內(nèi)部分感興趣區(qū)域(region of interest，ROI)白質(zhì)FA值下降[5-6]。磁共振波譜(magnetic resonance spectroscopy，MRS)可用于測量活體特定的組織區(qū)域代謝物，有助于了解抑郁癥的病理生理學(xué)機制，而抑郁癥患者前額葉白質(zhì)N-乙酰天門冬氨酸(N-acetylasparte，NAA)水平低于健康者[7-9]。本研究旨在定量分析單相抑郁癥患者腦前扣帶回磁共振FA值及MRS中代謝產(chǎn)物的變化，探討DTI及MRS技術(shù)聯(lián)合運用在單相抑郁癥診斷中的應(yīng)用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2017年1月至2018年12月泰州市第四人民醫(yī)院收治的30例單相抑郁癥患者，并將其納入單相抑郁癥組，另選30名體檢者納入健康對照組。單相抑郁癥組中男性15例，女性15例；年齡25～55歲，平均年齡(34.6±10.7)歲。健康對照組中男性15名，女性15名；年齡18～55歲，平均年齡(36.8±9.3)歲。兩組一般資料差異無統(tǒng)計學(xué)意義，具有可比性。所有患者及受試者于檢查前已經(jīng)簽署知情同意書，并已通過醫(yī)院倫理委員會批準。

1.2 納入與排除標準

(1)納入標準：①單相抑郁癥組，符合《精神疾病診斷與統(tǒng)計手冊(第5版)》(DSM-V)抑郁障礙診斷標準的首次發(fā)作或已用藥處于緩解期的單相抑郁癥患者，漢密爾頓抑郁量表(Hamilton depression scale，HAMD)評分的24項總分≥21分；②健康對照組，右利手，高中以上學(xué)歷，無神經(jīng)系統(tǒng)疾病的家族史，無酒精及藥物濫用的歷史。

(2)排除標準：①符合DSM診斷的精神分裂癥、精神發(fā)育遲緩、記憶障礙或其他認知障礙；②嚴重焦慮和驚恐發(fā)作；③有顱腦外傷或重大臟器疾病，已確診的心臟病等；④慢性病，如高血壓、糖尿病等；⑤酒精及藥物濫用導(dǎo)致的精神障礙；⑥有癲癇病史、懷孕、左利手；⑦MRI禁忌癥(有金屬植入物、幽閉恐懼癥等)；⑧常規(guī)MRI掃描序列發(fā)現(xiàn)顱內(nèi)異常。

1.3 儀器設(shè)備

采用Signa HDxt Echospeed 1.5T的MR掃描儀器(美國GE Healthcare公司)；Advanced Workstation 1.5T的MR掃描儀配套AW工作站(美國GE Healthcare公司)。

1.4 檢查方法

Signa HDxt Echospeed 1.5T的MRI掃描儀，使用16通道頭線圈。掃描過程中被測試者采取仰臥位，予以耳塞減小噪音干擾，使用襯墊輔助固定被檢查者頭部。以冠狀位和矢狀位作為參考定位。在冠狀位上定位線平行于兩側(cè)顳葉底部的連線；矢狀面上平行于前后聯(lián)合的連線或者胼胝體的前后連線(AC-PC線)。

1.5 掃描參數(shù)與圖像處理

(1)掃描范圍：所有受檢者掃描范圍均由后顱窩底到顱頂。

(2)常規(guī)MRI掃描參數(shù)：①軸位T1WI，重復(fù)時間(repetition time，TR)為3669 ms，回波時間(echo time，TE)為89.3 ms，視野(field of view，F(xiàn)OV)為24 cm×24 cm，矩陣為128×128，層厚為6 mm；②軸位T2WI，TR為3697 ms，TE為115.4 ms，F(xiàn)OV為24 cm×24 cm，矩陣為352×352，層厚為6 mm；③軸位T2WI Flair(液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)-抑制腦脊液信號序列)：TR為8400 ms，TE為151.4 ms，F(xiàn)OV為24 cm×24 cm，矩陣為256×192，層厚為6 mm；④軸位3D T2WI：TR為9000 ms，TE為102.7 ms，F(xiàn)OV為24 cm×24 cm，矩陣為128×128，層厚為5 mm。

(3)DTI序列掃描參數(shù)：TR為10 000 ms，TE為105 ms，F(xiàn)OV為24 cm×24 cm，矩陣為128×128，層厚為3 mm，層間距為0，b值為800 s/mm2，激勵次數(shù)為3次，掃描時間為7 min 28 s。

(4)MRS序列掃描參數(shù)：TR為8400 ms，TE為151.4 ms，F(xiàn)OV為24 cm×24 cm，矩陣為256×192，層厚為5 mm，體素大小=4.5 mm×4.5 mm×10 mm，總掃描時間為5 min 28 s。

(5)圖像處理：所有數(shù)據(jù)均存儲在GE 1.5T的MR掃描儀配套AW(Advanced Workstation)工作站，運用配套Functools軟件將DTI序列圖像重建出FA圖像，F(xiàn)A圖像選擇黑白色。

1.6 觀察與評價指標

(1)由經(jīng)過專門訓(xùn)練的放射科醫(yī)師測量ROI的FA值及NAA與肌酸(Creatine，Cr)比值(NAA/Cr)；膽堿(Choline，Cho)與Cr比值(Cho/Cr)，并進行統(tǒng)計學(xué)分析。

(2)運用配套軟件將MRS序列圖像導(dǎo)入后處理軟件，采用GE公司提供的軟件包進行MRS分析。得到雙側(cè)前扣帶區(qū)NAA、Cho和Cr生物代謝物波譜峰下的面積，并獲得NAA/Cr值和Cho/Cr值。測量ROI前扣帶回FA值見圖1，扣帶回波譜值見圖2。

圖1 ROI前扣帶回FA值測量圖像

圖2 扣帶回波譜值測量圖像

1.7 統(tǒng)計學(xué)方法

使用SPSS21.0軟件進行統(tǒng)計學(xué)數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布，計量數(shù)據(jù)用均值±標準差(±s)表示，采用配對樣本t檢驗，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組磁共振DTI中前扣帶回FA值比較

健康對照組不同性別前扣帶回FA值，不同性別與左右側(cè)差異無統(tǒng)計學(xué)意義。單相抑郁癥組不同性別前扣帶FA值，不同性別與左右側(cè)差異無統(tǒng)計學(xué)意義。單相抑郁癥組患者雙側(cè)前扣帶回FA值與健康對照組相比，左右側(cè)前扣帶回FA值均明顯下降，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=-2.256，t=-2.062；P＜0.05)，見表1。

表1 兩組磁共振DTI中前扣帶回FA值比較(±s)

表1 兩組磁共振DTI中前扣帶回FA值比較(±s)

注：表中FA為各向異性分數(shù)

2.2 兩組磁共振前扣帶回MRS比較

(1)健康對照組不同性別同側(cè)扣帶回NAA/Cr及Cho/Cr差異無統(tǒng)計學(xué)意義，單相抑郁癥組不同性別同側(cè)前扣帶回NAA/Cr及Cho/Cr差異無統(tǒng)計學(xué)意義。單相抑郁癥組與健康對照組比較，雙側(cè)前扣帶回NAA/Cr、左側(cè)前扣帶回Cho/Cr，單相抑郁癥組明顯下降，兩組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=-2.632，t=-2.239，t=-2.353；P＜0.05)；單相抑郁癥組患者與健康對照組右側(cè)前扣帶回Cho/Cr差異無統(tǒng)計學(xué)意義(t=-2.538，P＞0.05)，見表2。

(2)單相抑郁癥組左側(cè)前扣帶回NAA及Cho峰下面積減少，比值降低，見圖3。

表2 兩組磁共振前扣帶回MRS比較(±s)

表2 兩組磁共振前扣帶回MRS比較(±s)

注：表中NAA/Cr為N-乙酰天門冬氨酸與肌酸比值；Cho/Cr為膽堿與肌酸比值

圖3 兩組左側(cè)前扣帶回波譜對比圖像

3 討論

DTI是基于DWI的一種無創(chuàng)顯示神經(jīng)纖維微結(jié)構(gòu)的功能MRI。臨床實踐中DTI最常用的參數(shù)是FA值。白質(zhì)由神經(jīng)纖維、膠質(zhì)細胞以及間質(zhì)細胞組成，損傷軸突或髓鞘的完整性、膠質(zhì)細胞的減少以及神經(jīng)傳導(dǎo)功能下降等都會使FA值減小[10]。Shimony等[11]發(fā)現(xiàn)，老年抑郁癥患者部分區(qū)域腦白質(zhì)FA值降低，主要為前額葉，提示FA值的異常與認知過程的速度有顯著聯(lián)系。研究抑郁癥患者腦白質(zhì)的纖維損傷情況有助于了解其高發(fā)病率的原因，早期發(fā)現(xiàn)及診斷抑郁癥患者，及時予以干預(yù)治療，改善患者功能預(yù)后、減輕不良后果。Taylor等[12]用DTI的技術(shù)對老年抑郁癥患者進行研究，其結(jié)果顯示，發(fā)作期的抑郁癥患者與已緩解的抑郁癥患者和從未發(fā)生過抑郁的患者相比，前扣帶回的白質(zhì)FA值明顯減少。目前的抑郁癥神經(jīng)學(xué)影響研究主要針對單純抑郁癥，與健康者對照比較，研究普遍認為其前額葉皮質(zhì)、扣帶回、胼胝體、海馬和杏仁核是與抑郁癥相關(guān)的部位[13]?；颊哳~葉被破壞后，其自發(fā)性、主動性及自身調(diào)節(jié)行為減弱，扣帶回是情感融合中心，與海馬、胼胝體、眶額皮質(zhì)等部位有豐富的纖維緊密聯(lián)系[14]。MRS是用于確定活體特定組織區(qū)域的化學(xué)組成的唯一非侵入性技術(shù)。本研究中，單相抑郁癥組患者與健康對照組相比，雙側(cè)前扣帶回NAA/Cr及左前扣帶回Cho/Cr顯著降低，而右前扣帶回Cho/Cr未見明顯改變，這些異常有助于探究抑郁癥的神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)。NAA/Cr的降低表明該區(qū)域中神經(jīng)元及其軸突的數(shù)量減少或功能異常，因為NAA是神經(jīng)元及其軸突特異性的標記物，但非神經(jīng)膠質(zhì)細胞特異性。最近的研究表明，NAA也有在成熟的少突膠質(zhì)細胞中表達[15]。少突膠質(zhì)細胞在灰質(zhì)中形成神經(jīng)元的衛(wèi)星細胞，在白質(zhì)中形成神經(jīng)元的髓鞘[16]。Cho是乙酸膽堿和膜磷脂、鞘磷脂和磷脂酞膽堿的前體，Cho的減少表明細胞膜更新減少或細胞內(nèi)傳導(dǎo)信號系統(tǒng)受損。單相抑郁癥的一些臨床癥狀，如認知功能障礙和冷漠，都可能與扣帶回的功能障礙有關(guān)。本研究中發(fā)現(xiàn)，抑郁癥患者雙側(cè)前扣帶回NAA水平下降，左側(cè)前扣帶回Cho水平下降，表明少突膠質(zhì)細胞的改變引起單相抑郁癥患者的白質(zhì)異常。NAA/Cr和Cho/Cr的減少表明神經(jīng)元和(或)軸突的完整性紊亂，導(dǎo)致前扣帶回少突膠質(zhì)細胞和髓鞘變性，相對應(yīng)的本研究在DTI成像上觀察到單相抑郁癥患者前扣帶回區(qū)域與健康對照組相比FA值顯著降低。本研究結(jié)果提示，單相抑郁癥患者前扣帶回區(qū)域病理改變相關(guān)的代謝異常及繼發(fā)的白質(zhì)纖維束變性相伴存在，為了解單相抑郁癥病因及病理生理機制提供了新思路。

4 結(jié)論

前扣帶回磁共振張量及波譜聯(lián)合成像通過定量評價各向異性分數(shù)及NAA/Cr、Cho/Cr指標，能同時反映單相抑郁癥患者前扣帶回微結(jié)構(gòu)變化及病程中前扣帶回代謝異常，在單相抑郁癥患者磁共振影像評估中具有一定臨床應(yīng)用價值。