基于3.0T磁共振DTI的首发青少年精神分裂症患者脑白质纤维束结构变化研究＊

王艳菊 卓丽华 李经国邹兴雄 王艳春

1.绵阳市第三人民医院(四川省精神卫生中心)放射科 (四川 绵阳 621000)

2.四川射洪市中医院脑外科(四川 遂宁 629000)

精神分裂症致残率较高，目前临床对发病原因尚不清楚，故对精神分裂症无法进行有效预防和治疗[1]。相关研究表示，约占70%患者出现反复性发病，病程较长，且容易成为精神残疾[2]。有研究报道，青少年患病存在遗传风险、认知功能损害及精神残疾高于成年患者[3]。近年来，临床发现功能性磁共振影像可有效对精神分裂进行研究。弥散张量成像(diffusion tensor imaging，DTI)属于非侵入性检查方式，主要通过检测脑白质纤维束结构完整性和走向完成，常用于评估脑白质结构完整性及其功能关系[4]。各向异性分数(fractional anisotropy，FA)是临床公认用于评价脑白质结构的指标，与其大脑连接异常相关[5]。但临床通过DTI技术研究首发青少年精神分裂症报道较少，因此为优化青少年精神分裂症检查方式，提高治愈率，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料选取2018年6月至2019年7月我院放射科诊治的56例首发青少年精神分裂症患者。纳入标准：符合国际疾病分类第10版[6]中精神分裂症诊断标准；年龄9～17岁；病程＜1年，且为首次发病，未接受相关精神病药物治疗。排除标准：合并孤独谱系障碍及抽动障碍等疾病；存在癫痫或严重躯体疾病；脑部存在外伤史、缺氧等情况；患者对造影剂过敏。同期60例健康体检者作为对照组，入组标准：精神状态良好；无家族精神疾病史；年龄10至16岁；对造影剂无过敏史。观察组56例，男30例，女26例，年龄9～17岁，平均年龄(13.35±2.17)岁，病程2～9个月，平均病程(5.95±3.38)个月，受教育程度4～9年，平均受教育程度(6.10±2.21)年。对照组60例，男32例，女28例，年龄10～16岁，平均年龄(13.32±2.10)岁，受教育程度4～9年，平均受教育程度(6.26±2.10)年。

1.2 方法磁共振平扫：采用美国GE公司3.0T磁共振成像系统，患者取仰卧位，逐渐放松佩戴耳塞，在患者头部两侧加海绵减少头部活动；首先行常规扫描，T1WI、T2WI和快速液体衰减翻转恢复序列(fast fluid decay reversal recovery sequence，FLAIR)扫描，扫描参数：T1FLAIR：重复时间1934ms、回波时间22.2ms、激发次数2、反转时间750ms、反转角900、视野24cm×24cm、层厚6cm、间距2cm、矩阵320×224、扫描时间122s；T2WI：重复时间4600ms、回波时间121.1ms、激发次数2、视野24cm×24cm、层厚6cm、间距2cm、矩阵448×448；T2FLAIR：重复时间8600ms、回波时间123.1ms、激发次数1、反转时间2100ms、反转角900、视野24cm×24cm、层厚6cm、间距2cm、矩阵256×192、扫描时间121s；冠状位T2WI：重复时间5500ms、回波时间109.5ms、激发次数2、视野24cm×18cm、层厚4cm、间距1cm、矩阵320×224、扫描时间61s。

DTI扫描：采用单次激发自旋回波-平面回波技术，扫描横轴位，扫描参数：重复时间8000ms、回波时间83.6ms、激发次数1、视野24cm×24cm，弥散加权系数b=0，b=1000s/mm2，矩阵128×128、层厚5cm、间距0cm、共22层，15个弥散敏感梯度方向数，扫描121s。扫描前行匀场降低静磁场强度不匀图像改变。

1.3 观察指标精神症状评价：由2名青少年精神科主治医师采用PANSS，包括7项阳性症状分和7项阴性症状分，分值均为7～49分；16项一般病理分，分值16～112分，分值越低表示精神症状越佳。图像评价：通过配套图像处理软件，提取图像中脑组织部分，FA图用最小二乘法[7]拟合张量模型计算，获取平均纤维骨架图，观察脑白质FA值差异脑区的分布。观察脑白质FA值差异脑区与观察组认知功能相关性。

1.4 统计学方法SPSS 20.0进行统计分析。计量资料以(±s)的形式表示，组间采用独立样本t检验、组内均采用配对样本t 检验；计数资料以“%”表示，组间比较采用χ2检验，脑白质FA值差异脑区与观察组认知功能相关性以P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结 果

2.1 PANSS 评分比较观察组 PANSS 认知功能评分明显高于对照组，差异显著(P＜0.05)，见表1。

表1 PANSS 评分比较

2.2 两组脑白质FA值差异脑区的分布观察组FA值降低脑区主要在胼胝体底部、胼胝体膝部、胼胝体压部、扣带束及右上放射冠，且FA值高于对照组的脑区，差异显著(P＜0.05)，见表2，图1。

图1 两组DTI全脑白质FA分布图。注：R表示右侧，L表示左侧；绿色为白质纤维骨架，红色为观察组FA值低于对照组的脑区；图中x、y、z值表示蒙特利尔神经科学研究所坐标值。

表2 两组脑白质FA值差异脑区的分布

2.3 脑白质FA值差异脑区与观察组认知功能相关分析观察组中脑白质胼胝体部FA值与阳性症状评分呈正相关(P＜0.05)，扣带束FA值与阴性症状FA值呈正相关(P＜0.05)，右上放射冠与一般病理分呈正相关(P＜0.05)，见表3。

表3 脑白质FA值差异脑区与观察组认知功能相关分析(r值)

3 讨 论

近年来，临床上对脑白质DTI研究表示，胼胝体、额叶等组织的脑白质 FA 值水平在精神分裂症患者中偏低[8]。但大多数研究均针对成年精神分裂症患者，涉及青少年精神分裂症相关报道较少。国外研究表示，精神分裂症患者脑白质FA值与其工作记忆、执行能力有关[9]。DTI是由扩散敏感梯度方向变化获取水分子扩散强度，并通过三维空间定量分析，并观察生物体细微解剖结构和功能情况[10-11]。

有研究表示，神经细胞膜成份及结构、神经细胞轴突直径及髓鞘化程度等影响着扩散各向异性[12]。FA值是DTI技术中关键指标，DTI被临床证实唯一能够在活体人腩组织中显示白质纤维柬走向、排列、髓鞘化隋况等非侵入性方式[13-14]。有研究表示，精神分裂症患者白质纤维结构变化，主要集中在胼胝体、左扣带回，但该研究对象主要针对成年人[15]。本研究得出，相较于对照组，观察组 PANSS 认知功能评分较高，且FA值降低脑区集中在胼胝体底部、胼胝体膝部、胼胝体压部、扣带束及右上放射冠。提示青少年精神分裂症患者认知功能明显低于正常青少年，且首次发病期已发生脑白质显微结构异常，与精神分裂症病机显著相关。胼胝体属于达到半球纵裂底部，与两侧大脑半球相连，分压部、体部和膝部，如组织结构异常，则大脑半球对应的形象思维异常，易形成思维障碍[16]。既往研究证实，精神分裂症早期神经发育与其胼胝体纤维束FA值密不可分[17]。结果表示，观察组胼胝体底部、胼胝体膝部、胼胝体压部FA值低于对照组；且脑白质胼胝体体部FA值与阳性症状评分呈正相关。提示与上述研究一致。扣带束是对情绪、注意、学习等认知功能支配神经组织其一[18]。有研究表示，相较于扣带回FA值正常水平，精神分裂症患者前扣带回FA值更低[19]。本研究结果与上述研究一致，且扣带束FA值与阴性症状FA值呈正相关，提示青少年精神分裂症患者有扣带束损伤，同时其连接的脑区也具有功能损伤。放射冠主要涉及认知功能，推测与幻听有关，放射冠局部白质纤维束微细结构差异与精神分裂症病理机制有关[20]。结果表示，观察组右上放射冠FA值较高，且右上放射冠与一般病理分呈正相关。提示放射冠结构完整性差异，预示患者存在一定精神症状及认知功能受损。

综上所述，3.0T核磁共振DTI检查首发青少年精神分裂症患者显示脑白质纤维束结构异常，同时脑白质纤维束结构异常容易引起认知功能损伤。