抑郁症患者静息态功能磁共振成像与抑郁严重程度相关性研究

闫丽娜，李翠宁，苏便苓，张冬青，刘振红

抑郁症是一种常见的精神障碍，以显著而持久的心境低落为主要临床特征，全球发病率约为11%，且呈不断上升趋势，预计到2020年抑郁症可能会成为危害人类健康的第二大疾病[1]，但迄今为止抑郁症发病机制尚不明确。静息态功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，fMRI)能以高空间分辨率实时显示出大脑特定脑区的功能活动情况，是一种无创伤的脑功能检测方法[2]。近几年针对抑郁症的静息态fMRI有一些研究，但结果不完全一致[3-4]，故有必要进一步研究。目前综合医院临床科室广泛应用自评抑郁量表(SDS)评定抑郁程度，然而功能成像结果与SDS相关性的研究未见报道。本研究在静息状态下采用局部一致性(ReHo)方法探讨抑郁症患者静息态脑活动特点，旨在研究抑郁症患者脑功能改变的病理生理机制，并且结合SDS探讨抑郁严重程度与静息自发脑活动是否存在相关性。

1 对象与方法

1.1 研究对象 抑郁组为2012年6—12月于河北医科大学第二医院精神心理科门诊就诊患者，均为右利手，并签署知情同意书。共10例(其中男4例，女6例)，年龄18～40岁，平均年龄为(28±7)岁。入组标准：符合中国精神疾病分类与诊断标准第3版[5](CCMD-3)抑郁发作及美国精神疾病诊断与统计手册第4版[6](DSM-IV)抑郁症的诊断标准；汉密尔顿抑郁量表[7](HAMD-24)评分>35分。排除标准：曾有意识障碍史，既往有不明原因精神疾病，对其他药物及酒精依赖患者。

对照组为来自河北医科大学第二医院职工及实习生，与抑郁组年龄、性别及受教育程度均匹配的健康志愿者共10名，年龄19～41岁，平均年龄为(28±7)岁。入组标准：不符合CCMD-3和DSM-IV抑郁症诊断标准，检查前1个月未服用过任何药物，HAMD-24评分<8分，右利手，无明显其他器质性疾病。

1.2 研究方法

1.2.1 数据采集 应用Signa 3.0T MR成像仪。瞩受试者平静地平卧于检查床，保持闭眼清醒，平静呼吸，尽量不要做任何动作和意向性思维活动，扫描过程中带隔音耳塞降低噪声。先使用T2FLAIR扫描，以排除颅内病变。扫描参数为：TR=8 002 ms，TE=130.4 ms，TI=2 400 ms，翻转角(flip angle,FA)=90°，视野(FOV)24 cm×24 cm，矩阵512×256，层厚6 mm，层间隔1 mm。然后采用血氧水平依赖(BOLD)技术，应用单次激发成像梯度回波序列(SE-gradient-EPI)进行功能成像。EPI扫描参数：TR 2 000 ms，TE 30 ms，FA=90°，FOV 24 cm×24 cm，矩阵64×64，层厚4 mm，无间隔，扫描时间为360 s，共采集图像5 940幅。为保证图像质量，扫描前加做ASSET序列做匀场处理。

1.2.2 数据处理 fMRI数据处理采用DPARSF软件进行数据预处理。为得到稳定的MR信号，去掉每个受试者最先扫描的10个容积数据，对剩余的fMRI扫描数据首先进行时间校正和头动校正，排除头部平动大于1 mm、转动大于1°的被试对象(所有被试对象的数据均未被去除)。将头动校正后的图像空间归一化到蒙特利尔神经学研究所(Montreal Neurological Institute，MNI)标准空间中，并将体素大小重采样为3 mm×3 mm×3 mm。所有fMRI数据去线性漂移后均行带宽为0.01～0.08 Hz的带通滤波以排除高频的呼吸心跳及低频噪声。采用同一软件计算脑内每个体素的ReHo值：ReHo是Zang等[8]提出的检测全脑局部活动相关性的方法，首先计算出全脑每个体素与其周围相邻的26个体素在时间序列上的相似性，得到该体素的肯德尔和谐系数(Kendall′s coefficient of concordance，KCC)；然后以每个体素的KCC值除以全脑所有体素KCC的均值，得到标准化的ReHo图。最后以一个半高全宽(FWHM)为4 mm的各向同性的高斯核对ReHo图进行平滑处理。

1.2.3 抑郁评分 对抑郁组进行SDS评分[9]，SDS共20个项目，每个项目按四个等级评分，分值越高表明症状越重。

1.3 统计学方法 (1)采用REST软件对两组ReHo数据进行双样本t检验，并将结果叠加至MNI坐标的Ch2模板进行显示，设置阈值为P<0.05(Alphasim校正)，即得到两组数据间差异有统计学意义的脑区。(2)将抑郁组在双样本t检验中有差异脑区的ReHo值与SDS总分做相关分析，将结果叠加至MNI坐标的Ch2模板进行显示，设置阈值为P<0.05(Alphasim校正)，即得到相关系数图。

2 结果

2.1 抑郁组与对照组ReHo值的比较 抑郁组ReHo值降低的脑区有右距状回，右枕中回，左楔叶，双侧额中回、眶回、前扣带回，右缘上回、中央后回，最大t值出现在右缘上回、中央后回。ReHo值增加的脑区有左壳核、海马、海马旁回，右壳核、尾状核头、内囊前肢、海马，左顶下小叶，左额上回腹侧，最大t值出现在左额上回腹侧。见表1。

2.2 抑郁组SDS评分与ReHo值异常脑区相关分析结果 抑郁组SDS评分与左前扣带回、眶回，右额中回ReHo值呈负相关；与左楔叶ReHo值呈正相关。见表2。

3 讨论

表1 与对照组比较ReHo值异常的区域

注：正t值表示抑郁组比对照组ReHo偏高，负t值表示抑郁组比对照组ReHo偏低；BA=Brodmann脑区，MNI=蒙特利尔神经学研究所，ReHo=局部一致性

表2 抑郁组SDS总分与ReHo值相关分析

注：SDS=自评抑郁量表

本研究结果显示抑郁症患者ReHo值显著降低的脑区有右距状回，右枕中回，左楔叶，双侧额中回、眶回、前扣带回，右缘上回、中央后回；ReHo值增加的脑区有左壳核、海马旁回，右壳核、尾状核头、内囊前肢，双侧海马，左顶下小叶，左额上回腹侧。即异常ReHo值主要出现在枕、顶、额叶皮层与边缘系统及基底核。既往研究表明“边缘系统-皮层-纹状体-苍白球-丘脑”为抑郁症的神经解剖环路，Yao等[4]研究发现抑郁症患者该神经解剖环路ReHo值异常，这在本研究中进一步得到证实。抑郁症主要表现为情感障碍，推测情感障碍的原因可能与前述神经解剖环路功能调节异常有关。

本研究表明静息状态下抑郁症患者皮层同步一致性活动减弱，边缘系统同步一致性活动增强。大脑边缘系统由海马、海马旁回等结构组成，它参与并调节人类情绪、行为、学习和记忆等心理活动，与前额叶、扣带回等结构联系较多，其功能受前额叶等结构调控。本研究中眶回同步一致性活动增强，而额上回同步一致性活动减弱，推测前额叶功能的紊乱及枕、顶叶皮层一致性活动减弱导致大脑皮质对边缘系统调控能力下降，从而引起抑郁症患者消极情绪及行为。本研究还发现抑郁症患者在基底核存在局部一致性活动增强，既往研究曾报道抑郁症基底核存在异常[10]，有研究表明基底核通过与额叶之间的信号沟通来影响认知、运动及记忆等活动[11]。考虑到基底核与额叶之间的功能联系，推测抑郁症在发生发展过程中因额叶功能紊乱从而使基底核活动一致性代偿性增强，这可能与抑郁症发病机制有关。

抑郁组SDS评分与差异脑区ReHo值相关分析结果提示，SDS评分与左前扣带回、眶回，右额中回ReHo值负相关，与左楔叶ReHo值正相关，该结果与Guo等[12]的研究结果不一致。本结果显示抑郁程度越重，额叶及扣带回同步一致性活动越低，而楔叶同步一致性活动越强。这可能提示额叶、扣带回、楔叶脑自发活动的改变影响抑郁的严重程度，但具体机制尚需进一步研究。

本研究样本量偏小，在今后的研究中需扩大样本量，以排除样本量偏小产生的假阳性结果；并加强对患者的随访研究，将同一患者治疗后不同时期的功能磁共振影像与治疗前比较分析，使研究向纵深发展，进一步从客观角度探讨抑郁症的发病机制，为其诊断、治疗提供依据。

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12 Guo WB，Sun XL，Liu L，et al.Disrupted regional homogeneity in treatment-resistant depression:A resting-state fMRI study[J].Prog Neuropsychoph，2011，35(5)：1297-1302.