静息态fMRI及VBM对抑郁症脑功能状态的研究

[目的]利用静息状态下功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)技术和基于体素的全脑形态学测量(voxel-based morphometry, VBM)技术,研究抑郁症基础状态下的自发脑活动特征,探讨首发抑郁症异常生物学特征和情绪障碍可能的脑功能和脑结构的病理机制。 [方法]对30例首发、未经治疗的抑郁症患者和30例性别、年龄及受教育程度方面匹配的自愿者(对照组)进行静息态血氧水平依赖功能磁共振(Blood-oxygen level dependent fMRI, BOLD-fMRI)和三维脑结构磁共振检查。采用局部一致性(ReHo).低频振幅(ALFF)方法分析首发抑郁症在静息态下脑的功能活动状态。采用基于体素的形态学(VBM)方法分析首发抑郁症全脑的形态学改变。ReHo方法主要评价区域内体素之间在同一时间序列中的一致性,ALFF方法则评价局部脑区整体活动的同步性。VBM方法评价全脑形态学改变的特征。利用SPM8软件进行统计分析,BOLD数据组内比较采用基于体素的单样本t检验,组间比较采用以体素为基础的双样本t检验,P<0.05,差异有统计学意义。VBM数据组间比较采用以体素为基础的双样本t检验,P<0.05,差异有统计学意义。 [结果] 1ReHo分析：①两组受试者静息状态下平均共同激活的脑区为：左颞中回、右额上中下回、左额中下回、右额叶内侧回,其中首发抑郁症组除了左额中回和额下回的激活强度大于正常对照组,其它激活强度均小于正常对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。②两组静息态下存在差异的脑区：首发抑郁症组静息态下左侧壳核、双侧扣带回、左枕中回及右中央前回、左侧楔前叶脑区的ReHo增高,差异有统计学意义(P<0.05)；桥脑右份、右额下回、右颞横中回及左额叶眶回、左额叶直回、左颞上中下回脑区的ReHo降低,差异有统计学意义(P<0.05)。 2ALFF分析：①两组受试者静息状态下平均共同激活的脑区为：左枕中回、左额中回、右额上回、右额中回,其中首发抑郁症组左额中回的激活强度(6.75)弱于正常对照组(6.93),差异有统计学意义(P<0.05)。②两组静息态下存在差异的脑区：首发抑郁症组静息态下左侧壳核、左屏状核、双侧扣带回、左中央前回及后回脑区的ALFF增高,差异有统计学意义(P<0.05)；左额叶直回及双侧小脑后叶脑区的ALFF降低,差异有统计学意义(P<0.05)。 3正常对照组静息态下ReHo及ALFF共同激活的区域有右楔前叶、左额上回、左额中回、右额上回、右额中回、右额下回、左颞中回、双侧缘上回,其中右侧楔前叶的激活强度最大；首发抑郁症组静息态下ReHo及ALFF共同激活的区域有左楔前叶、右额中回、左额下回、左额中回及双侧中央后回,其中左侧楔前叶的激活强度最大的。两组静息态下ReHo及ALFF存在差异的脑区有桥脑右份、左颞上下回、右颞中横回、左侧屏状核、左侧扣带回、双侧小脑后叶。 4VBM分析：首发抑郁症组较正常对照组体积减小的脑区有左额上回、左额中回、右颞上回、左侧杏仁体、左侧扣带回、左侧豆状核、右侧尾状核头及左侧岛叶,差异有统计学意义(P<0.05)。 [结论] 1首发抑郁症静息态脑功能的局部一致性相对于正常人增高的区域是左侧壳核、双侧扣带回、左枕中回及右中央前回、左侧楔前叶；降低的区域是桥脑右份、右额下回、右颞横中回及左额叶眶回、左额叶直回、左颞上中下回。 2首发抑郁症静息态低频振幅ALFF值相对升高的区域是左侧壳核、左侧屏状核、双侧扣带回、左侧中央前回及后回；降低的区域是左额叶直回及双侧小脑后叶。 3静息态下正常人和首发抑郁症均存在多个脑区激活,其中右侧楔前叶与正常人静息态的脑区功能活动密切相关。 4首发抑郁症在静息态下多个脑区神经元存在局部一致性和整体活动同步性的异常,可能存在广泛的脑功能异常。双侧前额叶和扣带回、顶叶和视皮层功能异常可能是抑郁症认知功能损害的脑功能病理基础；额叶、边缘叶、枕叶和双侧小脑后叶的功能异常可能是抑郁症负性情绪的脑功能病理基础；颞叶和扣带回的功能异常可能是抑郁症记忆下降的脑功能病理基础。 5左侧额上回、额中回,右颞上回、左侧杏仁体、左侧扣带回、左侧豆状核、右侧尾状核头及左侧岛叶体积的缩小可能是抑郁症发生的神经病理基础,而非抑郁的后果。 6利用局部一致性(ReHo)、低频振幅(ALFF)及基于体素的形态学(VBM)的方法能有效的评价静息状态下脑功能状态和形态学的改变,可应用于神经认知领域的研究。