抑郁症脑网络的静息态功能磁共振分析

陆莉萍 邵永良 沈仲夏

[摘要] 目的 分析抑郁癥患者脑网络的静息态功能磁共振（rs-fMRI）特征，并评价其与抑郁严重程度的相关性。方法 选取在我院心理门诊治疗的抑郁症患者25例作为研究组，同期健康志愿者25例作为对照组，均进行rs-fMRI扫描。并采用Pearson分析有统计学意义的脑区内平均ReHo值与汉密尔顿抑郁量表（HAMD-17）评分的相关性。结果 研究组左侧海马、左侧直回、左侧顶下缘角回、右侧楔前叶、右侧顶上回、右侧楔叶的ReHo值明显高于对照组的ReHo值（P<0.05）;研究组左侧枕下回、左侧颞下回、右侧颞上回、右侧颞下回、右侧背外侧前额叶、右侧后扣带回的ReHo值明显低于对照组的ReHo值（P<0.05）。经相关性分析，抑郁症患者的HAMD-17评分与左侧海马的ReHo值呈正相关（P<0.001），抑郁症患者的HAMD-17评分与右侧后扣带回的ReHo值呈负相关（P<0.05）。结论 抑郁症患者静息态下脑功能损伤主要集中在默认网络和边缘系统等，且左侧海马、右侧后扣带回局部脑区连接强度变化与抑郁症严重程度具有相关性，ReHo可辅助评价抑郁症严重程度。

[关键词] 抑郁症;脑网络;静息态功能磁共振;默认网络

[中图分类号] R749.4          [文献标识码] B          [文章编号] 1673-9701（2020）26-0120-04

[Abstract] Objective To analyze the characteristics of resting state functional magnetic resonance imaging （rs-fMRI） in the brain network of patients with depression，and evaluate its correlation with the severity of depression. Methods A total of 25 patients with depression who were treated in the psychological clinic of our hospital were selected as the study group. During the same period， 25 healthy volunteers were selected as the control group. All subjects were given rs-fMRI scans. The correlation between the statistically significant average ReHo value in the brain region and the Hamilton Depression Scale（HAMD-17） score was analyzed by Pearson. Results The ReHo values of the left hippocampus， left straight gyrus， left top parietal corner gyrus， right anterior wedge， right top parietal gyrus and right wedge were significantly higher in the study group than those in the control group（P<0.05）; ReHo values of the left inferior occipital gyrus， left inferior temporal gyrus， right superior temporal gyrus， right inferior temporal gyrus， right lateral dorsal prefrontal lobe and right posterior cingulate gyrus were significantly lower in the study group than those in the control group（P<0.05）. Correlation analysis showed that the HAMD-17 score in depression patients was positively correlated with the ReHo value of the left hippocampus（P<0.001）. The HAMD-17 score in depression patients was negatively correlated with the ReHo value of the right posterior cingulate gyrus（P<0.05）. Conclusion The resting state brain function injury of patients with depression is mainly concentrated in the default network and limbic system. Moreover， the changes in the intensity of the connection of the local brain area in the left hippocampus and the right posterior cingulate gyrus are correlated with the severity of depression. ReHo can help assess the severity of depression.

[Key words] Depression; Brain network; Resting state functional magnetic resonance imaging; Default network

抑郁症是一种以显著而持久的心境低落为临床特征的心理疾病，具有较高的发病率、复发率和自杀率，严重威胁患者的生命安全，给家庭和社会带来巨大的负担[1]。抑郁症个体脑功能异常不仅与个体脑区变化有关，还与脑区之间彼此联系和交互发生的改变有关，因此抑郁症也是一个功能网络疾病[2]。功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）通过血氧水平依赖信号（Blood oxygen level dependent，BOLD）的强度对比反映脑区神经活动引起的代谢变化和局部血流，反映神经突触的活动，具有无创、快速的特点。静息态功能磁共振成像（resting state functional magnetic resonance imaging，rs-fMRI）不仅具有fMRI的特点，相对于fMRI，还具有简单易行、分析方法多样等优势，被广泛应用于神经精神疾病的研究[3]。基于此，本研究以抑郁症患者和健康志愿者为研究对象，采用汉密尔顿抑郁量表（Hamilton depression scale，HAMD-17）評估患者的抑郁程度，两组均行rs-fMRI并分析ReHo值，采用Pearson分析抑郁症患者HAMD-17评分与有统计学意义的脑区内平均ReHo值的相关性，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2017年7月～2018年9月在我院心理门诊治疗的抑郁症患者25例作为研究组，其中男11例，女14例，年龄18～65岁，平均（35.33±11.61）岁，受教育时间9～16年，平均（14.31±1.91）年。纳入标准：①均符合《美国精神障碍诊断与统计手册（第四版）》[4]中抑郁症的诊断标准;②HAMD-17评分≥18分;③近1个月内未使用药物治疗;④经医院医学伦理委员会批准;⑤患者自愿参与并签署知情同意书。排除标准：①妊娠期的女性;②精神疾病或家族精神疾病史者;③对磁共振扫描有禁忌证者。另选取同期健康志愿者25例作为对照组，其中男13例，女12例，年龄20～60岁，平均（34.37±10.76）岁，受教育时间10～15年，平均（13.87±1.82）年。纳入标准：①HAMD-17评分<7分;②经医院医学伦理委员会批准;③自愿参与并签署知情同意书。排除标准：①妊娠期女性;②抑郁症史者;③精神疾病或家族精神疾病史者;④对磁共振扫描有禁忌证者。两组的性别、年龄、受教育时间等各项资料比较，差异无统计学意义（P>0.05），具有可比性。

1.2 方法

采用西门子1.5T，HDXT超导型磁共振成像系统进行rs-fMRI扫描，抑郁症患者和健康志愿者保持清醒，并闭目躺在扫描仪内，且大脑尽可能不做任何思维。首先采用常规MRI扫描进行临床影像诊断，包括T1WI、T2WI、T2FLAIR等。然后采用静息态BOLD-fMRI扫描，扫描参数如下：2000/30 ms的重复时间/回波时间（Repetition time/echo time，TR/TE），80°的翻转角，3.75 cm×3.75 cm×5 cm的体素，240 mm×240 mm的视野（field of vision，FOV），64×64的面内分辨率，共31层，全脑覆盖。采集时间点总共240个，采集两次。将采集的数据放入Matlab R2010b平台上并进行预处理，进行空间标准化（3 mm×3 mm×3 mm）、时间标准化，将旋转角度超过1.5°或头部平动超过1.5 mm的数据删除，校正头动并映射到标准到进行滤波（0.01 Hz

1.3 观察指标

采用HAMD-17[5]评估患者的抑郁程度，HAMD-17共17条目，部分条目行5级评分（0～4分），部分条目行3级评分（0～2分），评分越低提示患者的抑郁程度越轻，HAMD-17评分≥18分可能为中度抑郁，HAMD-17评分≥25分可能为重度抑郁。HAMD-17评分由2名经过专业培训的医师采用交谈与观察的方式进行联合检查。

1.4 统计学方法

采用SPSS22.0统计学软件处理分析，计数资料以[n（%）]表示，采用χ2检验;计量资料符合正态分布，以均数±标准差（x±s）表示，采用独立样本t检验，P<0.05为差异有统计学意义。研究组和对照组ReHo值采用SPM8进行独立样本t检验，平滑处理后将单个体素P<0.01且连续体素数≥18的区域为差异有统计学意义，校正后P<0.05且连续体素数≥18的区域为差异有统计学意义。采用Pearson分析有统计学意义的脑区内平均ReHo值与HAMD-17评分的相关性。

2 结果

2.1 两组ReHo结果比较

研究组左侧海马、左侧直回、左侧顶下缘角回、右侧楔前叶、右侧顶上回、右侧楔叶的ReHo值与对照组的ReHo值比较明显较高（P<0.05）;研究组左侧枕下回、左侧颞下回、右侧颞上回、右侧颞下回、右侧背外侧前额叶、右侧后扣带回的ReHo值与对照组的ReHo值比较明显较低（P<0.05）。见表1、图1。

2.2 脑区内平均ReHo值与HAMD-17评分的相关性

经相关性分析，抑郁症患者的HAMD-17评分与左侧海马的ReHo值呈正相关（r=0.603，P<0.001），抑郁症患者的HAMD-17评分与右侧后扣带回的ReHo值呈负相关（r=-0.425，P=0.028<0.05）。

3 讨论

fMRI应用含氧血红蛋白与脱氧血红蛋白不同的磁特性进行成像，脱氧血红蛋白为顺磁性物质，含氧血红蛋白为抗磁性物质，在强磁场中，脱氧血红蛋白会加快弛豫，降低相应的T2信号强度[6-7]。在人体产生心理变化时，脑内神经细胞接受刺激，迅速增加活动脑区的含氧量和血容量，将脱氧血红蛋白轉化为含氧血红蛋白，增加MRI的T2信号强度[8-9]。rs-fMRI要求接受扫描者保持清醒，并闭目平躺，且在大脑尽可能不做任何思维的状态下采集数据，频率设置为0.01 Hz～0.08 Hz，使BOLD信号处于低频，排除呼吸、心跳等生理噪声及设备环境噪声，从而能够反映自发神经活动BOLD低频震荡信号。大脑约占人体总体质量的2%，在静息态下脑耗氧量占人体耗氧量的20%，在受到特定任务刺激时上升幅度不超过5%，未受到任务刺激时大脑仍然在进行自发神经活动[10-12]。rs-fMRI可以反映排除特定任务刺激的大脑在静息状态下的自发神经活动，了解大脑发育、重组以及神经精神疾病发病等。

在抑郁症显著且持久的应激下，海马神经元及其营养因子受到损伤，使抑郁症患者产生动机低下、认识障碍等，导致海马结构发生改变[13-15]。有文献研究表明，海马与记忆、学习、情绪等有关，抑郁症患者神经可塑性受损、海马结构萎缩，左侧海马体积明显减小，右侧海马体积未发生变化[16-17]。本研究中，抑郁症患者左侧海马的ReHo值与健康志愿者的ReHo值相比明显升高;经相关性分析，抑郁症患者的HAMD-17评分与左侧海马的ReHo值呈正相关，结果表明左侧海马局部脑区自发活性与抑郁症严重程度呈正相关，可能是抑郁症基础脑功能发生改变所致。默认网络由前额叶内侧、楔前叶、后扣带回、部分顶叶等构成，扣带回可启动、调节情感和行为反应，与情绪和认知密切相关[18-20]。本研究结果显示，抑郁症患者的右侧后扣带回的ReHo值较健康志愿者的ReHo值明显降低;经相关性分析显示抑郁症患者的HAMD-17评分与右侧后扣带回ReHo值呈负相关，结果表明右侧后扣带回局部脑区自发活性与抑郁症严重程度呈负相关，可能是抑郁认知易感性的神经生物学机制。

楔前叶在顶叶内侧，对人的情绪及情景记忆进行加工，并保持视空间意向、自我意识，因此可能与抑郁症的负性信息有关[21]。本研究中，抑郁症患者的右侧楔前叶的ReHo值与健康志愿者的ReHo值比较明显升高，结果显示右侧楔前叶可能与抑郁症患者的注意、视觉记忆、运动等有关。顶上皮层属于后注意网络，前扣带回、前额叶属于前注意网络。本研究中，抑郁症患者的右侧背外侧前额叶的ReHo值与健康志愿者的ReHo值比较明显降低，右侧顶上回的ReHo值明显升高。

楔叶属于枕叶，与记忆有关。本研究结果显示，抑郁症患者右侧楔叶的ReHo值较健康志愿者明显升高，结果表明抑郁症记忆下降与楔叶功能亢进有关。顶叶和颞叶与额叶连接，与边缘叶联合调整情感和记忆。本研究结果显示，抑郁症患者左侧颞下回、右侧颞上回、右侧颞下回的ReHo值较健康志愿者明显降低，结果表明颞叶可能是导致抑郁症患者情绪障碍和认知障碍的原因。与健康志愿者比较，抑郁症患者在默认网络、边缘系统等多个脑区存在ReHo值异常。本研究结果显示，抑郁症患者左侧直回、左侧顶下缘角回的ReHo值较健康志愿者明显升高，抑郁症患者左侧枕下回的ReHo值较健康志愿者明显降低。

综上所述，抑郁症患者静息态下脑功能损伤主要集中在默认网络和边缘系统等，且左侧海马、右侧后扣带回局部脑区连接强度变化与抑郁症严重程度具有相关性，ReHo可辅助评价抑郁症严重程度。

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（收稿日期：2019-11-26）