持续性躯体形式疼痛障碍病人事件相关电位时空模式研究

杨从敏 程 泓 李柄佑 金荣疆 郑 重

（1成都中医药大学养生康复学院康复教研室，成都610075; 2成都中医药大学第二临床医学院，成都610075;3四川大学华西医院/华西临床医学院，成都610041）

持续性躯体形式疼痛障碍病人事件相关电位时空模式研究

杨从敏1程 泓2李柄佑1金荣疆1郑 重3Δ

（1成都中医药大学养生康复学院康复教研室，成都610075;2成都中医药大学第二临床医学院，成都610075;3四川大学华西医院/华西临床医学院，成都610041）

目的：观察持续性躯体形式疼痛障碍 (persistent somatoform pain disorder, PSPD) 病人事件相关电位晚期正成分 (late positive potential of event related potential, ERP-LPP) 的时空模式特征。方法：随机选取15例PSPD病人纳入实验组，15例正常受试者纳入对照组，评定两组ERP-LPP时空模式特征。结果：对照组ERP-LPP的正性图片波幅较高，空间效应可见颞枕叶皮层中度兴奋，稍向颞叶左部漂移，差异有统计学意义(P＜ 0.05)；中性图片时空模式特征不显现；负性图片波幅较高，空间效应可见额、顶、颞及枕叶中部及右部皮层中高度兴奋，差异有统计学意义(P＜ 0.05)。实验组ERP-LPP的正性图片波幅降低，空间效应可见额、顶、颞及枕叶中部皮层中度兴奋，差异有统计学意义(P＜ 0.05)；中性图片时空模式特征不显现；负性图片波幅升高，空间效应可见额、顶、颞及枕叶的中部及左部皮层高度兴奋，差异有统计学意义(P＜ 0.05)。结论：PSPD病人存在额叶调控情绪能力紊乱，可考虑将ERP-LPP运用于PSPD病人的情绪检测。

持续性躯体形式疼痛障碍；事件相关电位；情绪

持续性躯体形式疼痛障碍 (persistent somatoform pain disorder, PSPD) 属于神经症中躯体形式障碍的一个亚型，是一种不能用生理过程或躯体障碍予以合理解释的持续、严重的疼痛。病程迁延，常持续6个月以上，伴明显的抑郁、焦虑等负性情绪，并使社会功能受损[1]。目前发病机制研究显示情绪冲突是PSPD发生发展的重要因素[2～4]，认为负性情绪严重干扰PSPD病人的疼痛中枢，导致下行抑制系统受损[5～8]，但这些研究都是从神经影像、生化代谢、量表评估三方面探讨情绪对PSPD的影响，主要反映情绪对PSPD病人脑区结构、神经递质等方面的静态变化，存在费用高昂、特异性低、主观性强等不足，一定程度上延误病人治疗，增加身心压力。而对于目前情绪研究领域的热点[9～18]，即通过给予国际情绪图片系统 (international affective picture system, IAPS) 视觉刺激，记录事件相关电位 (event related potential, ERP)，分析其中的晚期正成分 (late positive potential, LPP)，500～ 800 ms反映个体对情绪刺激的认识程度，800～1000 ms反映个体对情绪的控制处理能力，探讨个体大脑情绪加工各阶段的动态变化，有助于身心疾病的诊断与治疗，但IAPS-ERP运用于PSPD病人情绪检测的相关研究少见[19]。因此，本研究选取IAPS-ERP观察PSPD病人的情绪加工处理能力，探讨情绪对PSPD的影响。

方 法

1.受试者来源

PSPD病人均来源于2014年10月至2015年7月于四川大学华西医院第二门诊部神经生物检测中心就诊的病人，正常受试者为四川大学学生、华西医院工作人员及亲友，所有受试者均自愿参加本研究。

PSPD病人纳入标准：①符合DSM-IV (diagnostic and statistical manual of mental disorder-Ⅳ) 持续性躯体形式疼痛障碍的诊断标准；②病程标准符合症状标准至少已6个月；③量表评定：HAMD24(Hamilton Depression Scale-24)， 评 分 ≧21分，HAMA14 (hamilton depression scale-14) 评分≧14分，NRS (numerical rating scale)≧4分；④经检查未发现与主诉相应的躯体病变，排除严重器质性疾病；⑤年龄18～60岁，右利手，视力、听力正常；⑥4个月内未服用抗抑郁及抗焦虑等精神类药物或一年内未接受rTMS (repetitive Transcranial Magnetic Stimulation) 治疗及电休克治疗病人；⑦无精神活性物质使用史；⑧无精神疾病家族史；⑨能够独立完成相关量表评定，签署知情同意书，自愿参加本项研究者。同时符合以上9项的病人，方可纳入本项研究。

正常受试者纳入标准：①年龄18～60岁，右利手；②目前心理状况健康，不符合DSM-IV任何精神疾病诊断；③不伴有疼痛症状的躯体疾病；④ HAMD24 ＜ 7 分，HAMA14 ＜ 7 分，NRS ＜ 4 分；⑤听力、视力或矫正视力正常，无色盲和色弱，双侧眼球运动一致；⑥能够理解任务内容并配合检查。

2.研究方法

两组均进行IAPS-ERP检测，方法如下：

（1）IAPS编程及呈现：选择来自IAPS的情绪图片作为刺激材料[16]。标准刺激为中性图片，出现概率为60%；靶刺激图片为正性图片（喜悦），出现概率为20%；新奇刺激为负性图片（悲伤），出现概率为20%；三组图片在唤醒度和愉悦度均存在统计学差异，并按等比例分配随机呈现。在整个任务中共120个刺激，72个标准刺激，24个靶刺激，24个新奇刺激。刺激显示屏分辨率1024×768像素点，刷新频率65 Hz，亮度与对比度适当，使大部分受试者感觉良好为度。受试者距显示屏75 cm，双眼位置于显示器1/2处水平。

（2）ERP记 录： 采 用 国 际 脑 电10/20系统扩展的64导德国Brain Products电极帽记录（见图2），双眼上方安置电极记录水平眼电图(electrooculogram, EOG)，受试者以洗发水清洗头皮后戴电极帽注入导电介质，使每个电极与皮肤间阻抗小于5 kΩ。视觉刺激采用oddball序列IAPS 图片刺激，图片呈现时间1 000 ms，刺激间隔2 000 ms，当出现靶刺激时受试者快速用左手按下反应键，共记录3个Trail，60次/Trail。采用德国Brain Products生产Brain AMP MR放大器记录EEG，记录通频带0.1～500 Hz。当每幅图片呈现时，仪器将同步信号实时标记在连续的EEG上，并以标记点为起点分析LPP成分。测定F3、F4、C3、C4、Fz及Cz导联（500～800 ms）和（800～1000 ms）两个时间段的ERP-LPP波幅。两个时间段的LPP波幅定义为X横轴与波形构成的曲线下面积波幅，最后通过BESA软件建立脑电地形图。

3.统计分析

采用SPSS 19.0软件包进行统计学处理，实验数据结果以均数±标准差(±SD)表示，各组数据根据分布的情况选用不同的统计方法。定量资料符合正态检验和方差齐性检验者，用重复方差分析；不符合正态分布及方差齐性者用非参数检验。以P＜ 0.05表示差异有统计学意义。

结 果

1.基线资料评估

研究共收集15例PSPD病人及15例正常受试者，经统计分析，两组在性别、年龄以及受教育年限等基线资料比较，差异无统计学意义（P＞ 0.05，见表1）。

表1 两组受试者性别、年龄及受教育年限比较(±SD)Table 1 Comparisons in subjects'gender, age, and education between two groups (x ±SD)

表1 两组受试者性别、年龄及受教育年限比较(±SD)Table 1 Comparisons in subjects'gender, age, and education between two groups (x ±SD)

受教育年限（年）实验组Experimental 15 5/10 45.40±10.19 11.64±3.13对照组Control 15 6/9 42.07±10.02 11.73±3.36 X2/t 0.341 1.408 -0.125 P 0.559 0.164 0.901组别Group 例数Case 性别（男/女）Gender (male/female)年龄（岁）Age(years)

2.两组ERP-LPP时空模式特征比较(500～1 000 ms)

（1）两组ERP-LPP时间波幅比较(500～800 ms)

与对照组比较，实验组正性情绪图片波幅在F3, F4, C4, Fz, Cz导联（额顶叶中部及右部）较高，差异有统计学意义（P＜ 0.05）；中性情绪图片波幅在F3, F4, C3, C4, Fz, Cz导联（额顶叶）差异无统计学意义（P＞ 0.05）；负性情绪图片波幅在F3,C3, Fz, Cz导联（额叶左部）较高，差异有统计学意义（P＜ 0.05，见表2～4和图1～3）。

表2 实验组与对照组正性情绪图片ERP-LPP比较（单位：µV）(±SD)Table 2 Comparison of ERP-LPP of positive emotion pictures in groups (unit: µV) (x ±SD)

表2 实验组与对照组正性情绪图片ERP-LPP比较（单位：µV）(±SD)Table 2 Comparison of ERP-LPP of positive emotion pictures in groups (unit: µV) (x ±SD)

注：与对照组比较，*P ＜ 0.05.

分组Group 例数Case F3 F4 C3 C4 Fz Cz实验组 Experimental 15 3.84±2.33* 5.83±3.26* 3.72±2.16 5.05±3.28* 5.50±3.69* 4.63±4.04*对照组 Control 15 -.69±1.51 -.88±1.09 3.26±2.46 2.51±0.94 -.87±1.35 2.42±1.89

表 3 实验组与对照组中性情绪图片ERP-LPP比较（单位：µV）(±SD)Table 3 Comparison of ERP-LPP of neutral emotion pictures in groups (unit: µV) (x ±SD)

表 3 实验组与对照组中性情绪图片ERP-LPP比较（单位：µV）(±SD)Table 3 Comparison of ERP-LPP of neutral emotion pictures in groups (unit: µV) (x ±SD)

分组Group 例数Case F3 F4 C3 C4 Fz Cz实验组 Experimental 15 1.69±0.89 1.08±0.52 1.97±1.49 2.36±1.75 2.01±1.58 2.21±1.76对照组 Control 15 0.73±1.49 0.59±2.43 2.91±1.12 0.89±1.31 1.06±1.57 0.95±1.34

表4 实验组与对照组负性情绪图片ERP-LPP比较（单位：µV）(±SD)Table 4 Comparison of ERP-LPP of negative emotion pictures in groups (unit: µV) (x ±SD)

表4 实验组与对照组负性情绪图片ERP-LPP比较（单位：µV）(±SD)Table 4 Comparison of ERP-LPP of negative emotion pictures in groups (unit: µV) (x ±SD)

分组Group 例数Case F3 F4 C3 C4 Fz Cz实验组 Experimental 15 6.82±2.48* 3.92±3.07 5.57±4.29* 4.54±4.02 5.07±5.05* 4.64±5.21*对照组 Control 15 2.99±3.32 3.92±3.13 4.39±1.85 4.94±2.33 3.56±2.08 3.61±1.81

（2）两组ERP-LPP空间效应比较(500～800 ms)

正性情绪图片刺激，实验组额、顶、颞及枕叶中部皮层中度兴奋，对照组颞枕叶皮层中度兴奋，稍向颞叶左部漂移。中性情绪图片刺激，两组空间效应不显现。负性情绪图片刺激，实验组额、顶、颞及枕叶的中部及左部皮层高度兴奋，对照组额、顶、颞及枕叶中部及右部皮层中高度兴奋。

3.两组ERP-LPP时间波幅比较(800～1 000 ms)

与对照组比较，实验组正性情绪图片波幅在F3, F4, C4, Fz, Cz导联（额顶叶中部及右部）较高，差异有统计学意义（P＜ 0.05）；中性情绪图片波幅差异在F3, F4, C4, Fz, Cz导联（额顶叶）差异无统计学意义（P＞ 0.05）；负性情绪图片波幅在F3, C3导联（额顶叶左部）较高，差异有统计学意义（P＜0.05，见表5～7和图4～6）。

4.两组ERP-LPP空间效应比较(800～1 000 ms)

正性情绪刺激，实验组额叶右部中度兴奋，对照组空间效应不明显。中性情绪刺激，两组空间基本无激活效应。负性情绪刺激，实验组额、顶及颞叶左部皮层短暂高度兴奋，对照组前额叶皮层中部偏右部中度兴奋。

讨 论

目前有关发病因素相关研究显示心理因素或情绪冲突是PSPD发生发展的重要因素[2～4]。且深入的生物学机制研究显示PSPD病人的额叶、扣带回等情绪调控区域信号减弱，而丘脑、基底节、岛叶皮层等疼痛加工区域信号增强；认为PSPD病人的疼痛中枢紊乱，上行传导系统敏化，下行抑制系统受损[5～8]。但上述病因病理学研究都是静态反映情绪对PSPD的影响，查阅相关文献可见少数学者运用普通脑电电位记录到PSPD病人与情绪相关脑区的唤醒水平降低[19]，但仍然未探讨PSPD病人随不同性质情绪刺激的脑电瞬时变化情况，因而无法动态反映情绪对PSPD的影响。

图1 实验组和对照组正性情绪图片脑电地形图（500～800 ms）Fig.1 Electroencephalotopogram of positive emotion pictures in control and experimental groups (500～800 ms)

图2 实验组和对照组中性情绪图片脑电地形图（500～800 ms）Fig.2 Electroencephalotopogram of neutral emotion pictures in groups（500 ～ 800 ms）

随着情绪维度论的不断深化和认知神经科学的发展，将二者结合探讨情绪加工各阶段的动态变化成为目前情绪研究的热点[9～13]，即IAPS－ERP。研究显示IAPS-ERP在探讨个体大脑对情绪加工处理能力上具有其独特的优势[14～16]，可以动态反映情绪加工各时间段的潜伏期和波幅的变化，以及相关功能性脑区激活的差异性，即时间-空间模式特征，特别是LPP是IAPS-ERP研究中的一个典型成分，在不同的时间窗中分析LPP波幅的变化及其优势激活脑区的迁移情况，能够反映情绪加工过程中个体对情绪刺激的感知转变到认知调控过程的能力[17,18,20]，在情绪加工的前段（500～800 ms），情绪性刺激比中性刺激所产生的LPP波幅较大,空间分布可见枕顶部皮层区域激活[21]，反映了个体对情绪刺激的认识程度，且波幅、激活强度及个体认识程度三者之间呈现正相关关系[22]。如IAPS系统的正负性情绪图片诱发的ERP-LPP成分波幅较高[14]。后期阶段(800 ms以后)，个体LPP波幅变化反映情绪的控制处理能力[23]，空间分布以额顶部皮层激活为主[24]，且该阶段LPP的时空模式同样具有一致性趋势。如负性情绪刺激能够诱发明显的ERP晚期正波LPP，分布于前额叶和顶叶，且LPP波幅随着情绪唤醒度增加而增大[23,24]。同时，国内外学者运用fMRI研究表明双侧前额叶在情绪的加工过程中可能存在功能的不对称，左侧前额叶背外侧参与正性情绪的产生和调节，右侧前额叶背外侧参与负性情绪的产生和调节[25～27]。

图3 实验组和对照组负性情绪图片脑电地形图（500～800 ms）Fig.3 Electroencephalotopogram of negative emotion pictures in groups（500 ～ 800 ms）

表5 实验组与对照组正性情绪图片ERP-LPP比较（单位：µV）(±SD)Table 5 Comparison of ERP-LPP of positive emotion pictures in groups (unit: µV) (x ±SD)

表5 实验组与对照组正性情绪图片ERP-LPP比较（单位：µV）(±SD)Table 5 Comparison of ERP-LPP of positive emotion pictures in groups (unit: µV) (x ±SD)

注：与对照组比较，*P ＜ 0.05

分组Group 例数Case F3 F4 C3 C4 Fz Cz实验组 Experimental 15 2.99±2.56* 5.34±3.90* 3.15±1.77 5.01±2.68* 4.31±3.30* 4.05±2.12*对照组 Control 15 -.57±0.56 -0.52±0.96 0.89±1.79 0.28±0.42 -.49±0.67 -.76±1.31

表6 实验组与对照组中性情绪图片ERP-LPP比较（单位：µV）(x ±SD)Table 6 Comparison of ERP-LPP of neutral emotion pictures in groups (unit: µV) (x ±SD)

表7 实验组与对照组负性情绪图片ERP-LPP比较（单位：µV）(±SD)Table 7 Comparison of ERP-LPP of negative emotion pictures in groups (unit: µV) (x ±SD)

表7 实验组与对照组负性情绪图片ERP-LPP比较（单位：µV）(±SD)Table 7 Comparison of ERP-LPP of negative emotion pictures in groups (unit: µV) (x ±SD)

注：与对照组比较，*P ＜ 0.05

分组Group 例数Case F3 F4 C3 C4 Fz Cz实验组 Experimental 15 4.02±5.40* 3.31±4.83 4.03±4.40* 3.22±3.76 2.54±6.32 2.36±5.15对照组 Control 15 1.69±2.17 2.39±3.55 1.80±2.03 2.68±2.42 1.61±2.07 1.68±1.81

图4 实验组和对照组正性情绪图片脑电地形图（800～1000 ms）Fig.4 Electroencephalotopogram of positive emotion pictures in groups（800 ～ 1000 ms）

图5 实验组和对照组中性情绪图片脑电地形图（800～1000 ms）Fig.5 Electroencephalotopogram of neutral emotion pictures in groups（800 ～ 1000 ms）

本研究运用ERP检测PSPD病人与正常受试者，对数据结果分析发现两组人群负性情绪唤醒度最高，正性情绪唤醒度较高，中性情绪唤醒度较低；两组人群顶枕叶均可正确感知情绪，但额叶调控情绪能力存在差异，正常人群额叶左部偏向于正性，右部偏向于负性；PSPD病人额叶左部偏向于负性，右部偏向于正性。结合PSPD发病机制，初步推测负性情绪严重干扰PSPD病人额叶左部，导致调控疼痛刺激能力减弱，下行镇痛作用降低，打破亲/抗伤害机制的平衡，引起痛感知中枢敏化和痛认知扭曲，发生并加重疼痛症状。因此，可考虑将IAPS-ERP运用于PSPD病人的情绪检测，有助于该类疾病的诊断治疗。

由于受研究水平、实验周期、实验条件、经费等因素的限制，本研究仅初步探讨IAPS-ERP运用于检测情绪对PSPD的影响的可行性，无法完全揭示情绪调控疼痛的神经环路，下一步可结合影像运用fMRI来深入探讨PSPD的情绪信息处理机制。

图6 实验组和对照组负性情绪图片脑电地形图（800～1000 ms）Fig.6 Electroencephalotopogram of negative emotion pictures in groups（800 ～ 1000 ms）

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A STUDY ON SPACE-TIME MODEL OF EVENT RELATED POTENTIAL OF PATIENTS WITH PERSISTENT SOMATOFORM PAIN DISORDER

YANG Cong-Min1, CHENG Hong2, LI Bing-You1, JIN Rong-Jiang1, ZHENG Zhong3Δ
(1Teaching and Research Section of Rehabilitation, Health and Rehabilitation College/Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, Chengdu 610075, China;2Second Clinical Medical College/Chengdu University of TCM, Chengdu 610075, China;3Huaxi Clinical Medicine College/Huaxi hospital of Sichuan University, Chengdu 610041, China)

Objective: To observe space-time pattern characteristics of late positive potential of event related potential of persistent somatoform pain disorder patients. Methods: 15 PSPD patients were randomly selected in experimental group and 15 normal subjects were included into control group. The space-time pattern characteristics of ERP-LPP of two groups were evaluated. Results: The amplitude of positive pictures in control group was relatively higher, the temporal and occipital lobe was moderate excitatory in spatial effect,and it lightly moved to left cortex of temporal lobe (P＜ 0.05). There were no space-time pattern characteristics with neutral pictures. Amplitude of negative pictures was relatively higher, it had moderate-high excitement with middle and right cortex of frontal, partial, temporal and occipital lobe in spatial effect (P＜ 0.05). In experimental group, amplitude of positive pictures decreased, and it was moderate excitatory with middle cortex of frontal, partial, temporal and occipital lobe (P＜ 0.05); There was no space-time pattern characteristics with neutral pictures; the amplitude of negative pictures increased, and it had high excitement with middle and left cortex of frontal, partial, temporal and occipital lobe in spatial effect (P＜ 0.05). Conclusion: Persistent somatoform pain disorder patients was disorganized in the ability to regulate and control emotion with frontal lobe, and thus we can take applying IAPS-ERP to the emotion detect of PSPD into consideration.

Persistent somatoform pain disorder; Event related potential; Emotion

10.3969/j.issn.1006-9852.2017.05.006

△通讯作者 zhengzhong1963@163.com