抑郁症患者额叶深部白质基于体素的DTI技术研究

沈小勇　钮富荣★　黄小燕　戴利成　沈鑫华　邵永良

·临床研究·

抑郁症患者额叶深部白质基于体素的DTI技术研究

沈小勇钮富荣★黄小燕戴利成沈鑫华邵永良

目的 探讨磁共振弥散张量成像（DTI）在抑郁症患者额叶深部白质各向异性分数（FA）值异常变化的特点。方法 中度以上抑郁症患者109例（观察组）和性别年龄匹配的健康志愿者89例（对照组），采用1.5T磁共振成像仪进行DTI检查，应用SPM2分析软件，采用基于体素的分析方法，比较中度以上抑郁症患者额叶扣带回FA值的变化。结果 中度以上抑郁症患者额叶扣带回FA值明显低于正常对照组（P＜0.01）。结论 1.5TMR DTI发现中度以上抑郁症患者额叶深部白质存在微观的病理改变。

抑郁症 额叶深部白质 磁共振成像 弥散张量

抑郁症（MDD）是一种常见的精神科疾病，一般认为其症状或症候群是多个脑功能区之间的调节关系紊乱所造成。脑功能区之间是通过脑白质纤维束通道连接的，脑白质完整性破坏很可能或至少部分导致结构上连接及生理上的传导被打乱，使脑区之间的平衡关系被打乱，造成精神疾病如抑郁症的发作［1，2］。作者应用1.5 T 磁共振对中度以上抑郁症患者额叶扣带回进行DTI检查，探讨抑郁症发病的机制。

1　临床资料

1.1一般资料 选取2012年1月至2014年12月中度以上抑郁症患者109例为抑郁症组，在校学生及医生家属89例为对照组。纳入标准：抑郁症组为初发抑郁症患者，符合美国精神障碍与诊断手册第四版（DSM-IV） 抑郁症诊断标准，所有患者入组时24 项HAMD评分平均28分，均未服用抗抑郁剂，所有志愿者HAMD 评分＜8分 。排除：精神发育迟滞等精神疾病；颅脑外伤及严重的躯体疾病和脑器质性疾病史；精神活性物质滥用史或非精神活性物质中毒史； 一级亲属中精神分裂症、心境障碍及其他严重性精神疾病史。抑郁症患者男39例，女70例；平均年龄（44±24）岁。平均受教育时间（15±4）年。对照组男38例，女51例。平均年龄（40.7±11.3）岁，平均受教育时间（13±3）年。两组一般资料比较差异无统计学意义，（P＞0. 05）具有可比性。所有观察者均为右利手，对本项目内容知情，并签署知情同意书。

1.2扫描仪器与方法 采用美国GE HD 1.5 T Signa EXCITE超导磁共振，扫描序列包括：颅脑MRI的三平面定位扫描序列，标准横断T2WI、T1WI序列、矢状位T2flai序列，以前后联合连线为扫描基线，进行全脑标准轴位扫描，层厚5.0mm，无间隔，共24层。DTI使用单次激发自旋回波的平面回波序列（SE-EPI），TR=8000ms，FOV=24cm， 矩 阵 128×128，NEX=1，复制常规MRI的标准轴位序列的扫描层面。b值分别为0和1000s/mm2，在15个不同的非线性方向上施加弥散敏感梯度。

1.3DTI分析与测量 将DTI的原始数据导入GE functool的diffusion tensor软件进行后处理校正变形后选定FA图，将原始DICOM图像转化成可分析的文件格式，然后使用SPM2软件分析，在MatLab上执行操作。DTI成像采用快速EPI序列，因为速度快所以基本不受某些轻微移动伪影的影响，但图像分辨率较差、并且容易受因磁场不均和电流涡流造成图像几何变形。因此，如采用VBA方法进行全脑分析，必须对图像进行标化。但本项目需要额叶深部白质FA值，因其部位较深受其他如脑脊液、颅骨及气体等导致磁场不均匀因素较小，所以基本可以保证额叶深部白质体素可用于统计分析的FA图像。

1.4统计学分析 采用SPSS13.0统计软件。计量资料以（x±s）表示，用t检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2　结果

两组FA值比较 中度以上抑郁症组为（0.412±0.040）、对照组为（0.517±0.069），抑郁症组FA值较正常对照组明显减低，差异有统计学意义（P＜0.05）。

3　讨论

本资料采用GE1.5T磁共振成像系统，采用产生1H频率的头颅8通道线圈，DTI利用弥散敏感梯度从多个方向对水分子的弥散各向异性进行量化，从而观察脑白质结构特性，追踪纤维走行，并评估其结构完整性与方向性［3］。使用部分各向异性（FA）值反映水分子的弥散各向异性。Wu F等［4］发现23例重度抑郁症患者双侧额叶FA值较正常组显著降低。Nobuhara K等［5］发现重度抑郁症患者额、颞叶多个部位的FA值降低。Murphy CF等［6］发现与额叶纹状体边缘系统相关的多个部位（包括扣带回前部以及前额叶、岛叶、海马旁回等部位）局部FA值的降低与重度抑郁症患者的执行功能受损相关。Yurgelum-Todd DA等［7］发现重症抑郁症患者胼胝体膝部FA值明显高于正常对照组，提示胼胝体膝部可能作为前扣带皮层功能障碍的代偿功能部位。刘海燕等［8］研究显示中重度抑郁组双侧额叶及颞下回区域的FA值均显著低于健康组，提示这些区域的白质髓鞘完整性可能受到破坏。Dalby RB等［9］研究显示重度抑郁的严重程度与白质髓鞘完整性相关。研究［10］认为，白质纤维束能够较为精确地反映连接时所表现的病理状态，本资料直接采用额叶深部白质而非胼胝体膝部，发现中度以上抑郁症患者比值较正常对照组显著减低，差异有统计学意义。研究［11］认为，抑郁症患者治疗前FA减低区按脑白质通道分类主要位于联合纤维的胼胝体、投射纤维的内囊膝部及位于枕叶的联络纤维，可能累积下纵束、下额枕束及视放射。作者发现中度以上首发抑郁症患者额叶深部白质FA值显著减低，提示额叶深部白质FA值的改变和抑郁症的程度有密切相关性，中度以上抑郁症患者存在额叶深部白质神经网络超微结构一致性减低。

1Sullivan EV，Pfefferbaum A.Diffusion tensor imaging in normal aging and neuropsychiatric disorders.Eur J Radiol，2003，45（3）：244～255.

2Lim KO，Helpern JA.Neuropsychiatric applications of DTI-a review. NMR Biomed，2002，15（7-8）：587～593

3GosslC，FahrmeirL，PutzB，AuerLM，AuerDP. Fiber Tracking from DTI Using Linear State Space Models： Detectability of the Pyramidal Tract. NeuroImage， 2002， 16（2） ： 378～388.

4Wu F， Tang Y， Xu K， et al.Whiter matter abnormalities in medicationnaive subjects with a single short-duration episode of major depressive disorder.Psychiatry Res， 2011 ，191（1）：80～83.

5Nobuhara K，Okugawa G，SugimotoT， et al.Frontal white matter anisotropy and symptom severity of late-life depression：a magnetic resonance diffusion tensor imaging stuay.Neurosurg Psychiatry，2006，77（1）： 120～122.

6Murphy CF， Cunning-Dixon FM， Hoptmen MJ， et al.White-matter intensity predicts stroop performance in patient with geriatric depression .Bid Psychiatry，2007，61（8）：1007～1010.

7Yurgelum-Todd DA， Silveri MM， Cruber SA，et al.White matter abnormalities observed in bipolar disorder：a diffusion tensor imaging. Bipolar Disorder，2007，9（5）：504～512.

8刘海燕，姚志剑，滕皋军，等.中青年抑郁症患者脑白质纤维弥散张量成像的初步研究. 中华医学杂志，2008，88（21）：1507～1509.

9Dalby RB， Frandsen J， Chakravarty MM ， et al.Depression severity is correlated to the integrity of white matter fiber tracts in late-onset major depression.Psychiatry Res， 2010，184（1）：38～48.

10Soares JC，Mann JJ.The functional neuroantomy of mood disorders.JP sychiatr Res，2010，31：393～432.

11孙军，刘含秋，孙华平，等.首发抑郁症患者治疗前后基于体素的DTI研究. 中国医学计算机成像杂志，2011，17（3）：207～211.

Objective To detect Fractional anisotropy （FA） characteristic of frontal white matter abnormalities in patients with major depressive disorder （MDD） by diffusion tensor imaging （DTI）. Methods 109 patients with MDD and 89 normal sex and age- matched volunteers underwent diffusion tensor imaging （DTI） with 1.5T MRI. The comparison of FA value was processed by voxel- based method using SPM2 in whole brain between the two groups. Results Patients with MDD showed signifi cantly lower FA value in frontal white matter compared with the control group. Conclusions The microscopic pathological changes of frontal white matter in Patients with MDD may be founded by diffusion tensor imaging （DTI）with 1.5T MRI.

Major depressive disorder Deep frontal white matter MRI Diffusion tensor imaging

浙江省科技计划项目（2012C23071）

313000 浙江省湖州中心医院（沈小勇 钮富荣 黄小燕 戴利成）313000 浙江省湖州市第三人民医院（沈鑫华 邵永良）