不同症状为主的精神分裂症患者静息态功能磁共振成像研究

梁家云，谢世平，万德燕，张立杰，杜经纶，闫伟

·论著·

不同症状为主的精神分裂症患者静息态功能磁共振成像研究

梁家云，谢世平，万德燕，张立杰，杜经纶，闫伟

目的：探讨不同症状为主的精神分裂症患者在静息状态下功能磁共振成像(fMRI)是否存在脑功能异常及异常其区域。 方法：采用病例-对照研究方法，将病例组分为妄想组(20例)和幻觉组(20例)，分别对妄想组、幻觉组和20名正常对照进行fMRI扫描，利用局部一致性(ReHo)方法处理每个被试的fMRI数据。 结果：与正常对照组比较，病例组ReHo值普遍降低，妄想组在右颞上回和左颞下回ReHo值增高；幻觉组在左额下回、左梭状回、右颞上回和右尾状核ReHo值增高。 结论：以妄想症状为主的患者和以幻觉症状为主的患者在静息状态下可能存在广泛分布的脑区功能异常，二者异常有共同点，也有各自的特征。

精神分裂症； 妄想； 静息态功能磁共振； 局部一致性

精神分裂症终生患病率约1%[1]。其核心症状之一是妄想，发生率高达60%[2]。Whitford等[3]认为妄想的形成可能与特定脑结构的异常导致神经整合功能的紊乱有关。且进一步的研究[4]发现，精神分裂症患者存在脑功能的异常。目前关于脑功能的研究大多集中于功能连接，较少研究脑局部一致性(ReHo)[5-6]。本研究利用静息态功能核磁共振成像(fMRI)技术，探讨不同症状为主的偏执型精神分裂症患者与健康对照者脑功能的异常。

1 对象和方法

1.1 对象

为2011年至2012年南京脑科医院住院的偏执型精神分裂症患者45例，分为妄想组(以妄想为核心症状)24例与幻觉组(以幻听或幻听和妄想症状突出)21例。入组标准：①符合《中国精神障碍分类与诊断标准》第3版及《美国精神障碍诊断与统计手册》第4版偏执型精神分裂症诊断标准；②阳性与阴性症状量表(PANSS)中P1妄想、P5 夸大、P6多疑/被害、G9异常思维内容4个条目(妄想程度)[7]至少有1条>3分且P3幻觉< 3分归于妄想组，P3幻觉>3分归于幻觉组；③男性，年龄18～55岁，汉族；④受教育年限>9年；⑤无电休克治疗史。排除标准：①患有严重的躯体疾病；②合并其他精神障碍或药物、酒依赖者；③近期内有过严重感染或手术史；④有过意识丧失。妄想组和幻觉组因患者扫描时头部移动或旋转，数据无效，故分别剔除4例与1例，最终各入组20例。妄想组：年龄19～49岁，平均(31.15±8.83)岁；病程0.6～25年，平均(6.13±5.83)年；PANSS总分(75.95±8.70)分；妄想分(15.70±2.16)分。幻觉组：年龄21～52岁，平均(35.45±10.85)岁；病程1～26年，平均(11.0±7.43)年；PANSS总分(85.0 ±13.07)分；妄想分(14.80±3.09)分。两组年龄(t=1.37，P=0.18)和妄想程度(t=1.07,P=0.29)差异无统计学意义，病程(t=2.31，P=0.03)、PANSS总分(t=2.578，P=0.014)差异有统计学意义。

正常对照组选择与病例组性别相匹配的健康人23名。入组标准：①无精神疾病个人史；②无精神疾病家族史；③无严重躯体疾病。1名脑白质变性，2名头部移动超过2.5 mm，不符合数据处理条件，最终入组20名，年龄22～46岁，平均(29.60±7.29)岁。妄想组、幻觉组与正常对照组在年龄(t=0.61，P=0.55；t=2.001，P=0.053)上差异无统计学意义。所有受试者均为右利手。本实验经南京脑科医院医学伦理委员会批准，所有受试者或其家属均签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 磁共振扫描 采用西门子3.0 T磁共振成像仪。扫描时受试者安静平卧于床，不执行特定的认知任务。静息态功能扫描采用梯度回波一回波平面成像序列采集。TR/TE=3 000 ms/40 ms，FOV=240 mm×240 mm，matrix=64×64，连续扫描32层，层厚=4 mm，间隔0 mm，扫描时间6 min 45 s 。

1.2.2 数据处理 在 Matlab 7.10上运行统计参数图SPM8软件、DPARSF软件和REST软件进行数据预处理和ReHo分析。①预处理：数据经标准化，映射到标准脑。平移>2.5 mm与旋转>2.5°的受试者被剔除；②ReHo分析[8]：对预处理后的数据进行ReHo分析，以计算肯德尔和谐系数(KCC也称ReHo值)为基础的fMRI数据处理方法。在本研究中以27个体素为1个团块，KCC作为指标来度量每个体素和邻近26个体素的ReHo。

1.2.3 统计学方法 利用REST软件对3组的标准ReHo图进行单因素方差分析及两两比较，设P<0.05且体素范围(k值)≥85为差异具有显著性。

2 结果

与正常对照组比较，妄想组、幻觉组ReHo值均广泛减低，而妄想组右颞上回、左颞下回ReHo值增高，幻觉组左额下回、左梭状回、右颞上回和右尾状核ReHo值增高。见表1、图1和图2。

表1 妄想组、幻觉组与正常对照组ReHo值有差异的区域

注：a与对照组相比，ReHo值增高的脑区；P<0.05，校正后，k≥85

图1 妄想组与对照组ReHo值有差异的区域(P<0.05,未校正)

图2 幻觉组与对照组ReHo值有差异的区域(P<0.05,未校正)

3 讨论

本研究显示，与正常对照组比较，幻觉组和妄想组在额、颞区的ReHo值均存在异常，且幻觉组较妄想组额叶异常累及的区域更弥散。这一结果进一步提示精神分裂症是多个脑区的功能异常所致的疾病。长期影像和尸体研究[9]发现精神分裂症慢性过程影响额叶、颞叶。额叶的ReHo值降低支持偏执型精神分裂症患者存在静息状态下额叶脑血流/代谢率的下降。既往大多数研究[10-12]发现颞叶参与妄想的形成;这些研究指出偏执型精神分裂症患者存在该脑区灰质密度减少和灰质体积降低。但其不同的亚结构在妄想形成中所起的作用不同。因此在未来研究中细化颞叶结构，将更有利于妄想神经基础的研究。

本研究表明，与正常对照组比较，两组患者在右颞上回、左颞下回、左梭状回均存在ReHo值增高。这一结果提示两组患者的脑功能异常存在共同点。精神分裂症患者听、说、语言功能的紊乱主要与颞上回有关，这些过程涉及幻听和妄想的形成[7]。既往在结构影像学中，大多数研究发现颞上回灰质容积与幻听严重程度负相关，少数研究发现颞上回灰质容积与妄想严重程度正相关[3]。右颞平面容积与妄想程度负相关[13]，而左颞平面容积与妄想程度且在其一级亲属的研究中发现双侧颞中回ReHo值降低[14]。这种差异可能与阳性症状引起精神分裂症不同亚型神经反应差异有关[15]。梭状回是视觉相关区域，此区激活的异常可能与妄想有关。在Phillips等[15]的面部表情识别研究中发现妄想组患者关注威胁相关的表情时，该组患者的梭状回激活增强。然而，由于偏执型精神分裂症发病机制较为复杂，致使上述研究结果可能与性别和病程有关。

目前研究[16]认为妄想是异常思维的强化。随后，有研究发现思维障碍主要与额下回和颞上回有关；也有研究发现思维障碍严重程度与左颞上回负相关[17]。既往在精神分裂症患者一级亲属的研究中发现左额下回的ReHo值普遍降低[14]。但由于对静息状态下的fMRI信号的来源仍没有完全证实[18]，致使精神分裂症患者局部脑区ReHo值增高的机制仍需要更多的研究加深对它的认识和理解。

总之，本研究在病例收集中尽可能保证样本的均一性。最终目的是利用ReHo方法分析fMRI数据，通过与正常对照的比较，试图探讨偏执型精神分裂症患者在静息态下的脑功能异常及其区域，并进一步讨论ReHo可能的神经生理学基础及其与偏执型精神分裂症的关系，为将静息状态下的fMRI运用于精神疾病的临床诊断、治疗和预后判断提供科学依据[6]。本文的不足是：静息态扫描时受试者难以达到保持清醒和尽量不要思考的状态；缺乏行为学的研究；无法去除生理噪声如呼吸、心跳的影响。

[1]Fletcher PC，Frith CD.Perceiving is believing:a bayesian approach to explaining the positive symptoms of schizophrenia[J].Nat Rev Neurosci,2009,10(1):48-58.

[2]Menon M,Schmitz TW,Anderson AK,et al.Exploring the neural correlates of delusions of reference[J].Biological Psychiatry,2011,70(12):1127-1133.

[3]Whitford TJ,Farrow TFD,Williams LM,et al.Delusions and dorso-medial frontal cortex volume in first-episode schizophrenia:A voxel-based morphometry study[J].Psychiatry Research Neuroimaging,2009,172(172):175-179.

[4]何宗岭,李名立,邓伟,等.首次发病未服药精神分裂症患者静息态脑功能活动局部一致性分析[J].中华精神科杂志,2014,47(5):281-287.

[5]Yu R,Hsieh MH,Wang HL,et al.Frequency dependent alterations in regional homogeneity of baseline brain activity in schizophrenia[J].Plos One,2013,8(3):57516.

[6]Chen J,Yong X,Zhang K,et al.Comparative study of regional homogeneity in schizophrenia and major depressive disorder[J].American Journal of Medical Genetics Part B:Neuropsychiatric Genetics,2013,162(1):36-43.

[7]Sumich A,Chitnis XA,Fannon DG,et al.Unreality symptoms and volumetric measures of Heschl's gyrus and planum temporal in first-episode psychosis[J].Biological Psychiatry,2005,57(8):947-950.

[8]Zang Y,Jiang T,Lu Y,et al.Regional homogeneity approach to fMRI data analysis[J].Neuroimage,2004,22(1):394-400.

[9]Tost H,Ruf M,Schmal C,et al.Prefrontal-temporal gray matter deficits in bipolar disorder patients with persecutory delusions[J].J Affect Disorders,2009,120(1-3):54-61.

[10]Knobel A,Heinz A,Voss M.Imaging the deluded brain[J].Eur Arch Psychiatry Clin Neurosci,2008,258(Suppl 5):76-80.

[11]刘萍萍,余洪军,李娜,等.成年早期精神分裂症首次发病患者脑灰质体积变化的初步研究[J].中华精神科杂志,2012,45(5):274-280.

[12]Xiang YT,Wang Y,Wang CY,et al.Association of insight with sociodemographic and clinical factors,quality of life,and cognition in Chinese patients with schizophrenia[J].Comprehensive Psychiatry,2012,53(2):140-144.

[13]Yamasaki S,Yamasue H,Abe O,et al.Reduced planum temporale volume and delusional behaviour in patients with schizophrenia[J].Eur Archi Psychiatry Clin Neurosci,2007,257(6):318-324.

[14]廖海燕.精神分裂症一级亲属静息态的功能磁共振研究[D].中南大学,2009.

[15]Phillips ML,Williams L,Senior C,et al.A differential neural response to threatening and non-threatening negative facial expressions in paranoid and non-paranoid schizophrenics[J].Psychiatry Research,1999,92(1):11-31.

[16]Jensen J,Willeit M,Zipursky RB,et al.The formation of abnormal associations in schizophrenia:neural and behavioral evidence[J].Neuropsychopharmacology,2008,33(3):473-479.

[17]Kircher TT,Liddle PF,Brammer MJ,et al.Neural correlates of formal thought disorder in schizophrenia:preliminary findings from a functional magnetic resonance imaging study[J].Arch Gen Psychiatry,2001,58(8):769-774.

[18]任华.偏执型精神分裂症患者N-back任务和静息状态脑功能连接差异的fMRI研究[D].天津医科大学,2007.

A study of regional homogeneity of different symptoms in paranoid patients by the resting state functional magnetic resonance imaging

LIANG Jia-yun,XIE Shi-ping,WAN De-yan,ZHANG Li-jie,DU Jing-lun,YAN Wei.

Rizhao Mental Health Center,Rizhao 276800，China

Objective： To explore the brain function difference of schizophrenia patients with different symptoms in resting state of the functional magnetic resonance imaging (fMRI) by regional homogeneity (ReHo) method. Method：Using case-control study method,delusion group (n=20),illusion group (n=20) and healthy control group (n=20) were enrolled in the study.fMRI scanning was conducted and ReHo method was used to analyze fMRI data. Results：Compared with healthy control group,delusion and illusion group demonstrated lower ReHo value.delusion group showed increased ReHo value in the right superior temporal gyrus and left inferior temporal gyrus；illusion group showed increased ReHo value in left inferior frontal gyrus，the left fusiform gyrus，right superior temporal gyrus and right the caudate nuclei． Conclusion：This study suggests abnormal brain activity may be distributed extensively in both delusion and illusion patients．Their abnormality have some common features，also have each independent features.

schizophrenia； Delusions； functional magnetic resonance imaging； regional homogeneity

南京市医学科技发展项目(YKK09131)

276800 山东省日照市精神卫生中心(梁家云，谢世平，万德燕，张立杰)；南京医科大学附属脑科医院(谢世平，杜经纶，闫伟)

谢世平，E-Mail：xieshiping@medmail.com.cn

R749.3

A

1005-3220(2017)02-0098-03

2016-07-28

2016-10-25)