首发抑郁症患者边缘系统PET-CT葡萄糖代谢水平及磁共振T2值变化研究

蓝 杰，朱 彦，王冬青

（1.丹徒区第三人民医院影像科，江苏镇江212003；2.江苏大学附属医院影像科，江苏镇江212001）

首发抑郁症患者边缘系统PET-CT葡萄糖代谢水平及磁共振T2值变化研究

蓝 杰1，朱 彦2，王冬青2

（1.丹徒区第三人民医院影像科，江苏镇江212003；2.江苏大学附属医院影像科，江苏镇江212001）

目的 探究首发抑郁症边缘系统神经细胞的葡萄糖代谢水平及豫驰时间（T2）变化情况。方法 采用正电子发射计算机断层显像（PET-CT）扫描及高场MRI（T2WI序列）分别对20例健康受试者（健康组）及20例首发抑郁症患者（首发抑郁组）进行检查，检测边缘系统脑区的最大标准摄取值（SUVmax）及MRIT2值。结果 与健康组比较，首发抑郁组患者左侧海马和左侧杏仁核的SUVmax及T2值均降低，差异有统计学意义（P＜0.05），右侧海马杏仁核的SUVmax及T2值未出现变化，差异无统计学意义（P＞0.05）；与健康组比较，首发抑郁组患者左侧前扣带回的SUVmax升高，差异有统计学意义（P＜0.05），右侧前扣带回的SUVmax及T2值未见变化，差异无统计学意义（P＞0.05）。结论 首发抑郁症患者的边缘系统神经细胞受损体现在神经细胞的数目、完整性及对能量的摄取利用上，这些损害是抑郁症发生发展的一个重要机制。

抑郁症； 脑/解剖学和组织学； 体层摄影术，发射型计算机； 边缘系统； 葡萄糖，代谢； 病例对照研究

抑郁症是较为常见的一种精神类疾病，严重影响人们的正常生活及社交，症状较重者有自杀倾向。首发抑郁症患者因为初次发病，且未经治疗或复发，较其他类型抑郁症有更好的机制研究性。广泛研究表明，首发抑郁症与情感调节的重要系统——边缘系统的神经细胞功能损害有关，其损害不仅仅是神经细胞数目与完整性的缺失，也包括完整的神经细胞对能量摄取利用的功能改变。以往的临床研究很难对这些改变有客观的数据研究及合适的观察手段。本研究通过先进的正电子发射计算机断层显像（PET-CT）及高场MRI设备对边缘系统脑区分别进行葡萄糖代谢水平、神经细胞数目及完整性检测，客观地取得大脑边缘系统神经细胞功能变化的基本资料，为首发抑郁症患者的临床研究及诊治提供帮助。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2011年4月至2014年4月江苏省镇江市丹徒区第三人民医院及江苏大学附属医院精神科门诊抑郁症患者的临床资料，根据汉米尔顿抑郁量表评分选择首发抑郁症患者20例作为首发抑郁组，均未经过抗抑郁药物干预及电休克治疗。排除标准：（1）其他精神障碍或药物依赖；（2）患有严重的躯体疾病或有严重药物过敏史；（3）曾患脑部器质性疾病或其他可能影响脑部结构与功能的疾病；（4）近期使用影响脑血管功能药物者。入选的20例患者中男9例，女11例；年龄 16～41岁，平均（27±3）岁；受教育年限9～16年，平均（14±3）年；身高150～179 cm，平均（159±14）cm；体质量44～82 kg，平均（61±12）kg；均为右利手。另选择同期20例健康志愿者作为健康组，均来自于医院职工或其家属，其中男9例，女11例；年龄22～40岁，平均（29±7）岁；受教育年限8～19年，平均（14±2）年；身高158～178 cm，平均（163±24）cm，体质量42～82 kg，平均（56±8）kg，均为右利手。两组性别、年龄、身高等一般资料比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）。本研究经医院伦理委员会批准，全部受试者对本研究项目知情，并签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 PET-CT扫描检查 受试者检查前24 h禁烟酒，12 h内禁食，检查前夜保证充足睡眠，需要服用苯二氮类药物者前晚8：00之前用药。显像方法：每位受检者静脉注射18氟-氟代脱氧葡萄糖（18F-FDG）约5mCi（1Ci= 3.7×1010Bq），注射前测量血糖。注射后保持静息状态30min，塞耳、闭眼，以减少声光刺激。18F-FDG用加拿大EBCO TR19型医用回旋加速器制得，合成效率70%，18F-FDG放射化学纯度大于95%。患者保持平静呼吸，PET显像采用3D采集模式，1个窗位，计15min。经衰减校正后行迭代法重建，获得横断、矢状、冠状面CT、PET及PET-CT融合图像，层厚5mm。图像后处理使用最新的Syngo True D VE12A工作站，所有图像均由2～3位有经验的影像医生共同阅片，对18F-FDG PET-CT显像结果进行分析，仔细观察解剖结构，在横断面上选取边缘系统主要脑区结构（主要包括海马、杏仁核及前扣带回），勾勒感兴趣区（ROI），直径范围5～10mm，得出最大标准摄取值（SUVmax）。所有数据统一光盘储存，以便同一时间进行分析统计。

1.2.2 高场MRI扫描检查 受试者由专业医护人员对其进行检查前的解释及情绪安抚工作，并让其静坐休息30min，强调检查时严格遵守检查技师的嘱咐和要求。采用SiemensMagnetom Trio Tim 3.0T高场磁共振成像系统及8通道头颅专用线圈对受试者进行扫描。定位于正中矢状面，作平行于脑干长轴的冠状斜切面扫描。采用T2WI序列扫描，扫描参数：TR 3500ms，TE 135ms，激励次数（NEX）2，视野（FOV）230mm×230mm，矩阵256×192，层厚1.0mm，无间隔。扫描数据经收集后存入光盘，以备在工作站中进行统一处理，处理过程中利用随机LEONARDO程序进行基线、相位校正，并在边缘系统主要脑区勾勒ROI，由2～3位有经验的影像医生共同测量其内平均豫弛时间（T2值）。

1.3 统计学处理 测得数据符合正态分布，应用Stata 12.0统计软件进行数据分析，计量资料以±s表示，采用t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 两组双侧海马SUVmax与T2值比较 与健康组比较，首发抑郁组患者左侧海马的SUVmax及T2值均出现下降，差异均有统计学意义（P＜0.05）。右侧海马的SUVmax及T2值未出现变化，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

表1 两组双侧海马SUVmax与T2值比较（±s）

表1 两组双侧海马SUVmax与T2值比较（±s）

注：-表示无此项。

组别n SUVmax值左侧海马 右侧海马T2值（ms）左侧海马 右侧海马健康组首发抑郁组27.7±1.9 28.1±1.5 0.7＞0.05 20 20 t P --2.8±0.6 2.3±0.5 2.9＜0.05 2.8±0.6 2.7±0.2 1.0＞0.05 28.0±2.5 24.4±1.7 5.3＜0.05

2.2 两组双侧杏仁核的SUVmax与T2值比较 与健康组比较，首发抑郁组患者左侧杏仁核的SUVmax及T2值均下降，差异有统计学意义（P＜0.05）。右侧杏仁核的SUVmax及T2值未出现变化，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表2。

表2 两组双侧杏仁核SUVmax与T2值比较（±s）

表2 两组双侧杏仁核SUVmax与T2值比较（±s）

注：-表示无此项。

组别n SUVmax值左侧杏仁核 右侧杏仁核T2值（ms）左侧杏仁核 右侧杏仁核健康组首发抑郁组28.5±1.7 27.6±1.9 1.6＞0.05 20 20 t P --2.9±0.4 2.2±0.6 4.3＜0.05 3.1±0.6 2.9±0.3 1.3＞0.05 30.4±1.8 25.6±2.0 8.0＜0.05

2.3 两组双侧前扣带回的SUVmax与T2值比较 相对于健康组，首发抑郁组患者左侧前扣带回的SUVmax升高，差异有统计学意义（P＜0.05）。左侧前扣带回的T2值未变化，右侧前扣带回的SUVmax及T2值未出现变化，差异均无统计学意义（P＞0.05）。见表3。

表3 两组双侧前扣带回SUVmax与T2值比较（±s）

表3 两组双侧前扣带回SUVmax与T2值比较（±s）

注：-表示无此项。

组别n SUVmax值左侧前扣带回 右侧前扣带回T2值（ms）左侧前扣带回 右侧前扣带回健康组首发抑郁组t P 2.2±0.6 2.1±0.8 0.45＞0.05 20 20 --2.4±0.2 2.8±0.7 2.5＜0.05 25.5±1.5 24.8±2.1 1.2＞0.05 26.7±1.7 25.8±1.9 1.6＞0.05

3 讨 论

3.1 PET-CT与高场MRI结合研究抑郁症的优势 抑郁症已成为如今发病率较高的精神疾病之一，其临床表现以持续性的情绪低落、兴趣减低为主要症状[1]，诊断手段较为单一主观。抑郁症发病机制虽尚未明了，但大脑边缘系统的结构功能异常是公认的疾病发生的一个重要环节[2]，包括各脑区核团的形态异常、细胞代谢功能的异常及脑区之间的链接异常。如今研究抑郁症患者脑结构与功能变化的手段较多，但均存在一定的劣势。高分辨率PET-CT能够清晰显示出大脑各核团及重要联络脑区形态，能够从分子影像水平对抑郁症的脑结构及功能进行研究[3]。高场MRI的T2值测量也是从分子层面对边缘系统脑区的神经细胞数目及完整性进行观察[4]。将2种方法结合起来研究，能够弥补影像研究方法中手段单一的不足，能够分别以神经细胞的数目、完整性及神经细胞的功能代谢为出发点，取长补短，共同研究抑郁症患者边缘系统的影像学表现异常并探讨可能的机制。

3.2 PET-CTSUVmax变化的意义 本研究发现，在所选择的边缘系统中，首发抑郁组患者左侧海马、左侧杏仁核的SUVmax出现了降低，而左侧扣带回的SUVmax则出现升高。SUV值代表着该细胞组织对葡萄糖的摄取量[5-6]，即对能量的运用能力，一般在细胞兴奋或激活状态下有明显升高。本组PET-CT结果提示，边缘系统各个脑神经区细胞的葡萄糖摄取出现了异常，表明所选ROI的神经细胞在功能上出现了紊乱。左侧海马及左侧杏仁核的神经细胞对能量的利用出现了降低，神经活动随即降低，包括细胞的新陈代谢，对递质的摄取、运输及信息的传递[7]。这些改变影响了海马及杏仁核的情感调节功能及与其相应联络脑区的联系活性，使情感调节能力下降，神经细胞对能量的摄取降低同样也导致了细胞本身的活性降低、代谢缓慢，从而引起抑郁症患者对事物兴趣的减低及学习记忆能力的下降，出现消极、健忘及自杀倾向等临床症状[8]。而对于左侧扣带回的SUVmax升高，作者认为与边缘系统各脑区对情感调节能力的代偿有关，扣带回具有对其他边缘系统核团功能损失的一种代偿、支持作用。由于多个研究已证实大脑功能存在着优势半球[9]，故本研究发现的变化多出自于左侧大脑半球。

3.3 高场MRI中T2值变化的意义 T2值降低在中枢神经系统中代表着神经细胞含水量减少及铁沉积增多，细胞的坏死形成其内铁元素的释放及沉积，同时细胞的枯萎凋亡引起脑区含水量的下降，侧面反映了正常神经细胞的数目及完整性[10]。本研究结果显示，所测边缘系统中只有左侧海马及左侧杏仁核的T2值出现了明显降低，其他脑区未出现明显变化，揭示在首发抑郁症发病中，左侧海马及左侧杏仁核的神经细胞出现了数目减少及完整性缺失，这些细胞的凋亡及损害导致该功能脑区的调节障碍[11]。海马及杏仁核属于边缘系统对情感调节过程中最核心的部分，其神经细胞损害成为边缘系统功能异常的一个重要因素。由于扣带回一定的代偿功能，在早期首发抑郁症中，其内的神经细胞功能变化不太明显，随着抑郁症的加重或复发，扣带回神经细胞的形态功能或许会存在较大改变，需要进一步地对各种其他类型抑郁症进行比较研究。

结合PET-CTSUVmax及MRI中T2值变化来看，通过这些数据对首发抑郁症进行一定程度的影像学诊断，可为临床诊断提供一个新颖的、可靠的技术手段。研究结果同时提示，在抑郁症的发病机制中，边缘系统的左侧海马及左侧杏仁核神经细胞不仅出现数目及完整性的降低，同时也出现了对能量运用的障碍[12]，这个过程是彼此相叠的，容易加剧抑郁症的发展。

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PET-CT glucosemetabolism level and magnetic resonance T2 values changes in the limbic system of first-episode depression patients

Lan Jie1，Zhu Yan2，Wang Dongqing2
（1.DepartmentofMedical Imaging，Dantu DistrictNo.3 People′s Hospital，Zhenjiang，Jiangsu 212003，China；2.Department of Medical Imaging，the Affiliated Hospital of Jiangsu University，Zhenjiang，Jiangsu 212001，China）

Objective To study the first-episode depression limbic system changesofglucosemetabolism ofnerve cells and T2 signal changes.M ethods Using PET-CT and MRI（T2WIseries）to scan 20 first episode depression patients（the first episode group）and 20 healthy examinees（the healthy group），detecting the SUVmaxand T2 valuesby MRIof the limbic systemrespectively.Results Compared to thehealthy group，the SUVmaxand T2 valuesof lefthippocampusand amygdaloid nucleusof first episode depression patientswas reduced significantly，whose difference had statistical significance（P＜0.05）.The SUVmaxand T2 values of righthippocampus and amygdaloid nucleus had no change.Ithad no statisticalsignificance in difference（P＞0.05）；The SUVmaxvalue of left anterior cingutate of first episode depression patientswas increased，whose difference had statistical signifi cance（P＜0.05）.Therewas no change in the SUVmaxof the rightanterior cingulate cortex or T2 value by MRI.Ithad no statistical significance in difference（P＞0.05）.Conclusion The nerve cells in limbic system of the first-episode depression patients have been damaged，reflecting in number，integrity of nerve cells and in take and utilization ofenergy.These damage become an importantmechanism of the developmentin depression.

Depressive disorder； Brain/anatomy&histology； Tomography，X-ray computed； Limbic system；Glucose，metabolism； Case-controlstudies

10.3969/j.issn.1009-5519.2015.09.003

A

1009-5519（2015）09-1287-03

2014-12-05）

蓝杰（1977-），男，江苏镇江人，主治医师，主要从事中枢影像诊断工作；E-mail：17712823062@189.com。

朱彦（E-mail：salary_hi@126.com）。