原发性三叉神经痛患者性别差异的静息态fMRI初探

沈博文，王元银，周 健, 王海宝，宋 阳

原发性三叉神经痛(idiopathic trigeminal neuralgia，ITN)是目前公认的难治性颌面部慢性疼痛，年发病率为12.6/100 000[1]。ITN的发病机制尚不明确，最近的研究[2-3]认为ITN是由于第五脑神经入脑区受到如微血管等结构的压迫而导致慢性脱髓鞘病变并与相邻的无髓鞘纤维形成通路，使得外周区域的传入刺激和中枢的传出刺激到达一定阈值后引发疼痛 。静息态fMRI作为一种能反映人脑功能改变情况的成像方法，近年来得到了广泛应用。有研究[4-5]显示ITN患者的脑功能发生了变化。然而鲜有研究将ITN患者脑功能的性别差异作为观测方向，该研究利用fMRI检测不同性别ITN患者脑部局部一致性(regional homogeneity，ReHo)值的改变情况，来探究ITN患者相关脑区功能改变的性别差异和疼痛的发生与调控机制。

1 材料与方法

1.1病例资料本研究实验组为ITN患者，纳入标准为：① 符合国际头疼协会关于原发性ITN的诊断标准(第二版)；② 体内无影响MRI扫描的金属植入物；③ 无精神病史；④ 无ITN手术治疗史。排除年龄、性别、病程差异后，最终进行分析的实验组共31例(男15例，女16例)。健康对照组(HC组)纳入33例志愿者(男16例，女17例)。实验组、对照组一般资料见表1。

1.2MRI扫描实验组与对照组在静息态下采用3.0T磁共振扫描仪(GE Discovery)联合24通道头颈线圈进行常规T2WI及FLAIR扫描。功能态成像采用血氧水平依赖(blood oxygen level dependent，BOLD)平面回波成像和3D结构态全脑成像来获得，MRI扫描参数：重复时间2 000 ms，回波时间35 ms，翻转角90°，视野24 cm×24 cm，矩阵64×64，扫描层厚3.6 mm，层间距0.4 mm，扫描层数38；快速扰相梯度翻转恢复序列扫描来采集轴位3D解剖图像，TE 3.3 ms，TR 8.5 ms，FA 12°，FOV 24 cm×24 cm，矩阵256×256，扫描层厚1.2 mm，扫描层数170。

1.3MRI数据处理使用Matlab7.12、SPM12和DPARSF软件包将DICOM图像格式转为NIFTI格式；删除扫描初始10个点数据，确保磁场、数据稳定；头动矫正(删除头动超过3 mm，转动超过3转的数据)，时间点矫正。去线性漂移。低频滤波处理。计算任一体素周围相邻的26个体素单位的Kendall协和系数获得各个体素单位的ReHo值，除以全脑均值，得到标准化的ReHo值之后进行图像空间平滑处理。

1.4统计学处理采用SPM 12软件对二组ReHo值进行二独立样本t检验，如P<0.005及簇丛大小等于20个体素则认为差异有统计学意义，利用蒙特利尔坐标系体现差异有统计学意义的脑区。实验组与对照组间男女分布比使用χ2检验，两患者组年龄、病程、受教育年限使用方差分析，以P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1实验组与对照组基本情况对两组临床资料进行统计分析得出实验组与对照组男女分布比差异无统计学意义，男女患者组间年龄、病程、受教育程度差异无统计学意义。见表1。

2.2对照组中两性ReHo值比较采用Matlab7.12、SPM12和DPARSF软件对HC组的MRI扫描数据进行处理，结果显示在HC组中ReHo值女性大于男性的脑区(P<0.005)为：右侧颞中回、右侧枕中回、右侧枕上回、左侧额中回、左侧眶部额中回、左侧内侧额上回和左侧内侧眶部额上回，见表2。ReHo值男性大于女性的脑区(P<0.005)为：左侧顶骨下除缘上回和角回的脑回，见表3。

2.3实验组中两性ReHo值比较使用同样的方法对实验组的MRI扫描数据进行处理，结果显示实验组中ReHo值女性大于男性的脑区(P<0.005)为：楔前叶、右侧颞下回、左右小脑脚2区、左侧丘脑、左侧尾状核和右侧尾状核，见表4。 ReHo值男性大于女性的脑区(P<0.005)为：右侧额上回、左侧前扣带回、左右中央前回和左右侧中央后回， 见表5。

表1 实验组与对照组一般资料

表2 对照组女性高于男性ReHo值差异脑区

BA(Brodmann area)分区为布鲁德曼分区

表3 对照组男性高于女性ReHo值差异脑区

表4 实验组女性高于男性ReHo值差异脑区

表5 实验组男性高于女性ReHo值差异脑区

3 讨论

本研究显示HC组中女性脑部右侧颞中回、枕上回与枕中回、左侧额中回、额上回的ReHo值高于男性，而男性在左侧顶骨下除缘上回和角回的脑回处的ReHo值高于女性。 Filippi et al[6]发现在静息态下男女在脑区灰质体积，感觉与认知网络的功能连接方面均存在差异，这些差异可能与不同性别在神经心理和体内激素水平的差异有关。

比较实验组中的男性与女性，女性患者在楔前叶、右侧颞下回、左侧丘脑、尾状核及小脑脚2区的ReHo值较高。楔前叶和颞下回是大脑默认网络的重要组成部分，该网络在自我认知和情绪处理与调节中起着关键作用。楔前叶在网络内的代谢活动是最旺盛的[7]。有研究[8]显示，在阿尔茨海默病患者的大脑内，楔前叶的代谢和功能强度是减弱的，这可能是该疾病在大脑内表现出的综合征之一。Wang et al[9]发现ITN患者的右侧颞下回ReHo值升高，表明慢性疾病会对上述区域的功能产生影响。

丘脑被认为是神经性疼痛产生的重要区域，该区的簇状放电和丘脑皮质区的节律障碍会引起疼痛上行通路中低频率振荡电波活动增强从而引发疼痛[10]。同时丘脑也与人的情绪加工整合处理有关，有研究[11]显示在ITN患者脑部丘脑皮质区灰质体积减少，同时伴随N-乙酰天冬氨酸/肌酸比值这一神经元活性的重要生化标志物的消减的现象，推测可能与患者受到持续的伤害性刺激有关。

本研究显示男女患者在尾状核的ReHo值存在差异，尾状核不仅参与人的运动过程，而且在一些认知功能如空间记忆方面发挥着作用。Nota et al[12]发现，正常男性在右侧工作记忆网络中的尾状核的功能连接要强于女性患者；而本研究中女性ITN患者的尾状核ReHo值高于男性，Koenig et al[13]发现在多发性硬化症患者中女性在右侧尾状核的ReHo值显著高于男性，提示在持续的伤害性刺激传入下，男性尾状核的功能减退，而女性患者在对疼痛等不适感觉的记忆上要强于男性。

本研究显示男性患者在左侧前扣带回的ReHo值大于女性患者，前扣带回在人脑情绪变化时会被激活，Desouza et al[14]发现ITN患者与正常对照组相比脑部前扣带回灰质是减少的。Dou et al[15]发现在射频热凝手术前后ITN患者前扣带回的ReHo变化值与病程呈负相关。提示该部位在ITN中扮演着重要的作用。

中央前回与中央后回也是默认网络与突显网络的组成部分，中央前回是初级体感皮质所在区域，该区域被认为与面部表情的表达和疼痛的监控有关。Wang et al[9]发现在ITN患者脑内左侧中央前回ReHo值与患者疼痛强度呈正相关。推测是由于在ITN患者中，即使是一些微小的面部表情活动也会引起患支的剧烈疼痛，因此ITN患者往往会加强对患侧上下颌表情肌的控制来避免触发疼痛。本研究中男性患者组的ReHo值较高，提示男性患者在对疼痛的监控与面部的控制功能上可能强于女性患者。

综上所述，本研究结果显示不同性别的ITN患者脑部ReHo值相对于对照组发生了不同的变化，提示在ITN患者的fMRI研究中性别差异也要成为一项需要考虑的因素。