强迫症患者症状严重程度与脑功能活动的关系*

牛琪惠，李幼辉#，程敬亮，宋学勤，杨 磊，初从颖，刘 浩，张力方，李 妍

1)郑州大学第一附属医院精神医学科 郑州 450052 2)郑州大学第一附属医院磁共振科 郑州 450052 3)中国科学院自动化研究所脑网络组研究中心 北京 100190

强迫症患者症状严重程度与脑功能活动的关系*

牛琪惠1)，李幼辉1)#，程敬亮2)，宋学勤1)，杨 磊1)，初从颖3)，刘 浩2)，张力方1)，李 妍1)

1)郑州大学第一附属医院精神医学科 郑州 450052 2)郑州大学第一附属医院磁共振科 郑州 450052 3)中国科学院自动化研究所脑网络组研究中心 北京 100190

#通信作者，女，1953年12月生，本科，教授，研究方向：神经症与身心疾病，E-mail:qiuliyouhui@126.com

强迫症；症状严重程度；静息态功能磁共振；局部一致性

目的：探讨强迫症患者的症状严重程度与其静息状态时脑功能活动的关系。方法：选取首次发作未服药的强迫症患者26例，进行静息态功能磁共振扫描。使用SPM8、DPARSFA和REST软件处理磁共振数据，以年龄作为协变量，采用Pearson相关分析探讨患者强迫症状严重程度与其全脑局部一致性(ReHo)的相关关系。结果：强迫症患者的症状严重程度与其全脑ReHo值呈正相关的脑区为：双侧额下回、双侧额中回、右侧中央前回、左侧额上回、左侧颞中回、右侧颞上回。强迫症患者的症状严重程度与其全脑ReHo值呈负相关的脑区为：双侧尾状核、左侧丘脑、双侧扣带回、左侧楔前叶。结论：额叶皮质-纹状体-丘脑-皮质环路的功能活动失衡的趋势及环路外的其他脑区如颞叶和楔前叶的功能紊乱与强迫症的发生发展密切相关。

强迫症(obsessive-compulsive disorder,OCD)是以强迫观念、强迫行为和强迫意向等症状为主要临床表现的一种神经症，常呈慢性迁延化病程特点[1]，严重影响患者的执行功能、注意力和记忆力等认知功能[2-3]。强迫症的发病原因不明。近年来，神经影像学的发展为研究强迫症发病机制提供了新的视角。结构形态磁共振成像的研究[4]发现，强迫症患者的症状严重程度与双侧海马及右侧岛叶灰质体积呈正相关。功能影像学成像显示强迫症患者的额叶、顶叶、扣带回、丘脑等脑区的代谢及功能活动等多方面存在异常[5-7]。然而该方面的研究多集中在强迫症的发病机制方面，未深入探讨强迫症症状严重程度与脑区功能活动的关系。局部一致性(regional homogeneity，ReHo)分析是用肯德尔和谐系数(Kendall's coefficient concordance,KCC)来衡量某一功能团块内一个体素与其他相邻体素在同一时间序列中变化的一致性，是研究大脑静息状态下局部脑区功能活动的最常用的数据分析方法。该研究拟采用ReHo分析技术探讨强迫症状的严重程度与患者静息状态时脑功能活动的关系，旨在为将来评价强迫症患者病情严重程度提供客观指标。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选取2013年8月至2014年12月于郑州大学第一附属医院就诊的首次发作未服药的强迫症患者26例作为病例组。其中男18例，女8例，年龄18～50(24.19±6.77)岁，受教育程度(13.50±2.83) a。入组标准：①由2名精神科医师对患者进行评定，符合DSM-Ⅳ中强迫症的诊断标准。②右利手。③汉族。④首次发作，既往未服用过抗强迫药物或其他精神科药物。排除标准：①目前或既往患有严重躯体疾病、酒精依赖或药物滥用。②目前或既往患神经系统疾病。③目前或既往患其他精神障碍。④合并精神发育迟滞者。⑤精神分裂症、情感障碍等其他精神障碍伴发强迫症状者。⑥一级亲属中患有精神障碍者。⑦有进行磁共振检查的禁忌证。⑧妊娠或哺乳期妇女。该研究获得郑州大学第一附属医院伦理委员会的审核批准。

1.2 量表评定 患者于该院精神医学科门诊心理测查室行Yale-Brown强迫症状评定量表(Y-BOCS)、汉密尔顿焦虑量表(HAMA)和汉密尔顿抑郁量表(HAMD)检查。

1.3 磁共振扫描 患者于该院磁共振科行3.0T磁共振扫描。取仰卧位，应用海绵垫填塞头部和线圈之间的空隙，固定头部，最大限度地减少头部晃动。静息态功能磁共振扫描时要求被试者保持清醒状态、安静闭眼、平静呼吸，精神放松，尽量不要做任何动作和思维活动。扫描时，先进行常规磁共振扫描，以排除有脑部器质性疾病者，之后进行静息态功能磁共振扫描。

1.4 静息态功能磁共振数据采集 采用GE Discovery MR 750 3.0T磁共振扫描仪及头部相控阵线圈进行常规磁共振扫描和静息态BOLD信号采集，成像范围覆盖全脑。静息态功能磁共振扫描采用梯度回波单次激发回波平面成像(GRE-EPI)技术。重复时间(repetition time，TR)=2 000 ms，回波时间(echo time,TE)=35 ms，翻转角(flip angle)=90°，矩阵=64×64，视野(field view,FOV)=240 mm×240 mm，层厚=3.8 mm，层间距=0 mm，层数=35，采集200个时间点，扫描时间为6 min，获得图像7 200幅。

1.5 数据预处理 基于Matlab 2012a平台，使用SPM8、DPARSFA和REST软件包对磁共振原始数据进行预处理。将磁共振数据DICOM格式文件转化为NFTI格式，时间点:200个，TR：2 s。因前10个时间点的图像容易受到磁场不稳定或受试者未完全适应环境的影响，剔除前10个时间点的图像，剩余190个时间点进行后面的预处理和分析。①时间校正：校正隔层扫描时每一层获取时间上的差异。②头动校正：减少因为被试者头动对图像信号产生的影响。③空间标准化：采用加拿大蒙特利尔神经科学研究所提出的MNI标准模板，以3 mm×3 mm×3 mm大小为单位体素对对象数据进行重采样，对所有研究对象的功能磁共振图像进行标准化。④去线性漂移。⑤带通滤波：设置带限范围为0.01～0.08 Hz，去除高频和低频噪声影响。⑥去除协变量：使用线性回归方法剔除在3个方向的平移或旋转的头动对信号的影响,同时剔除脑白质和脑脊液及全脑均值信号对BOLD信号的影响。

1.6 统计学处理 在Matlab 2012a平台上使用REST软件计算KCC值。每个被试者的功能磁共振数据可以得到一个KCC图像，然后将每个体素的KCC值除以全脑KCC值的均值得到每个体素的标准化ReHo图。以年龄作为协变量，应用REST软件将强迫症组内mask的ReHo值与患者的Yale-Brown强迫症状评定量表中强迫总分作Pearson相关分析。检验水准取0.005。全脑水平上的多重比较，使用Alphasim校正，检验水准取0.005，将处理结果叠加在Colin 27 Average Brain脑模板上显示。

2 结果

2.1 量表评定结果 Y-BOCS总分：(22.92±6.82)分，HAMA总分：(14.35±8.16)分，HAMD总分：(15.58±4.76)分。

2.2 患者的强迫症状评定总分与ReHo值呈相关的脑区分布 见图1、2和表1、2。

图1 强迫症状评定总分与ReHo值呈正相关的脑区分布图

图2 强迫症状评定总分与ReHo值呈负相关的脑区分布图

表1 强迫症状量表评定总分与ReHo值呈正相关的脑区分布(n=26)

BA：布洛德曼脑区；MNI坐标：人脑三维坐标定位系统，x是指左右方向，y指前后方向，z指上下方向。

表2 强迫症状量表评定总分与ReHo值呈负相关的脑区分布(n=26)

BA：布洛德曼脑区；MNI坐标：人脑三维坐标定位系统，x是指左右方向，y指前后方向，z指上下方向。

3 讨论

该研究结果显示，患者的强迫症状量表评定总分与其额叶脑区(包括中央前回、额下回、额中回)的ReHo值呈正相关，说明强迫症患者的症状加重时，其额叶范围内脑区的功能活动更加协调一致。额叶是高度进化的脑皮质区域，有广泛的联络纤维，其功能是综合其他脑区传入的信息并及时组织传出神经冲动，保证神经系统和精神心理过程的整体协同性，是情感信息的处理中心，涉及几乎所有的精神心理功能，包括记忆、判断、抽象思维、情感和冲动行为等[8]。强迫症患者随着强迫程度加重，额叶的功能活动增强，这可能与强迫症患者经常不由自主陷入反复思考、自我审查的恶性循环有关。该研究还发现患者强迫症状严重时，其丘脑、尾状核、扣带回的功能活动趋于无序紊乱状态。丘脑是各种躯体运动及感觉信号传导的皮质下中转站，在疼痛、感知、注意力及意识控制等方面起重要作用[9]。尾状核是纹状体的一部分，纹状体是皮质纤维的传入点，可以整合调理皮质传入的信号。扣带回是边缘系统中的重要组成部分，和情绪管理、行为监控及冲突信息的处理密切相关[10]。磁共振波谱分析(MRS)显示强迫症患者前扣带回神经元存在丢失或损害的现象[11]，该区域功能紊乱可导致患者经常重复纠正自己的行为举止[12]，额叶、丘脑、尾状核、扣带回也是皮质-纹状体-丘脑-皮质环路(CSTC)中的重要脑区，符合CSTC环路模型，既往研究[13]认为该环路的异常是强迫症的重要发病基础。作者将强迫症状的严重程度与患者全脑ReHo值进行相关分析，发现强迫症状的严重程度与额叶功能活动正相关，与丘脑、尾状核、扣带回的功能活动负相关，提示强迫症患者的症状加重时，额叶CSTC的功能活动呈现失衡的趋势，进一步确认了CSTC环路异常在强迫症发生发展过程中的核心作用。

除了CSTC环路覆盖范围内的脑区异常功能活动被确认外，该研究还发现颞中回、颞上回、楔前叶也与强迫症患者的病情程度相关联。颞叶涉及人的记忆、知觉功能以及情感活动，颞叶功能障碍可能是强迫症患者普遍存在的病态记忆增强、执行功能和情绪障碍的病理基础。研究[14]认为大脑执行功能受损会导致可引起强迫思维的认知资源被过度分配，强迫症患者大脑执行功能受损的区域并不局限于CSTC环路，颞叶也有不同程度的受损。Jung等[15]也发现强迫症患者在任务状态时，颞叶的活动过度活跃。该研究发现强迫症患者的颞叶ReHo值随着强迫症状评分的增加而升高，说明患者在强迫程度增加时，颞叶的功能活动也相应增强。但与此同时，患者的楔前叶的功能活动却呈现无序紊乱的状态，楔前叶位于顶叶内侧部分，与情景记忆、自我相关的信息处理等认知功能有关。楔前叶通过扣带束、上纵束与扣带回、额叶、丘脑核团、纹状体及颞叶等相联系，对CSTC环路的功能活动有一定的调控作用。既往研究[16-17]并未检测到强迫症患者楔前叶存在异常的ReHo和低频振幅(ALFF)值,但在扩大强迫症入组年龄范围后发现楔前叶的功能异常在患者治疗前后均存在，说明楔前叶的异常可能不仅仅是强迫症病情变化的状态指标。有研究[18]在对强迫症患者进行认知行为治疗、症状得到改善后，发现患者楔前叶的功能紊乱状态仍未得到有效缓解。弥散张量成像研究[10]显示强迫症患者在药物治疗前后楔前叶的轴突完整性均有损伤，该现象提示楔前叶异常可能是强迫症发生的素质性指标之一。该研究结论提示楔前叶功能异常也参与了强迫症的发展过程。

综上所述，该研究探讨了首诊强迫症患者的症状严重程度与其静息状态时脑功能活动的关系，结果提示CSTC环路中的重要脑区与强迫症的严重程度均有关联，CSTC环路外的其他脑区如颞叶和楔前叶也与强迫症的发生发展密切相关。但该研究在数据处理时未能同时分析患者大脑结构方面的变化特点，有待在将来的研究中，扩大样本量，从结构和功能两方面共同探讨强迫症的神经影像学特点。

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(2016-08-29收稿 责任编辑李沛寰)

Correlation between severity of symptoms and activation pattern of brain neurons in patients with obsessive-compulsive disorder

NIUQihui1),LIYouhui1),CHENGJingliang2),SONGXueqin1),YANGLei1),CHUCongying3),LIUHao2),ZHANGLifang1),LIYan1)

1)DepartmentofPsychiatry,theFirstAffiliatedHospital，ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450052 2)DepartmentofMRI,theFirstAffiliatedHospital，ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450052 3)BrainnetomeCenter,InstituteofAutomation,ChineseAcademyofSciences,Beijing100190

obsessive-compulsive disorder；severity of symptom；resting-state functional magnetic resonance imaging；regional homogeneity

Aim: To explore the correlation between the severity of symptoms of patients with obsessive-compulsive disorder (OCD) and the activation pattern of brain neurons at resting.Methods: A total of 26 patients diagnosed as first-episode OCD were selected and underwent functional magnetic resonance imaging(fMRI) scanning at resting state. The fMRI data were processed by SPM8, DPARSFA, and REST software. With age as concomitant variable, Pearson correlation analysis was adopted to study the correlation between the severity of symptoms of patients and their regional homogeneity (ReHo) values of whole brain.Results: The positive correlation between the severity of symptoms of patients with OCD and ReHo value lied in frontal_inf_L, frontal_inf_R, frontal_mid_L, frontal_mid_R, precentral_R, frontal_sup_L, temporal_mid_L, temporal_Sup_R. The negative correlation between the severity of symptoms of patients with OCD and ReHo value lied in caudate_L, caudate_R, thalamus_L, cingulum_L, cingulum_R, precuneus_L.Conclusion: When the symptoms of OCD patients are aggravated, the function of cortico-striatal-thalamo-cortical(CSTC) becomes tangled, and the dysfunction of lobi temporal is and precuneus outside CSTC indirectly contributes to the occurrence and development of OCD.

10.13705/j.issn.1671-6825.2017.03.025

*河南省科技重大攻关项目 142102310512；西部精神医学协会科研基金资助 Wcpafund-201608

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