精神分裂症的多模态脑影像学研究进展

潘冬梅 陈勇

南宁市第五人民医院 广西 南宁 530001

临床目前尚未阐明精神分裂症的发病机制与病因，主要特征表现为行为、情感、意志、认知等出现异常，且周边环境和精神活动失调，其病发率在一般人群中约为1%[1]。近年来，临床脑影像学技术的不断发展有助于揭示大脑代谢、功能、结构等信息，研究同时发现精神分裂症患者大脑存在代谢、功能与结构异常，但目前尚未能够发现可应用于临床诊断的客观指标与生物学标记[2-3]。鉴于此，本文综述精神分裂症患者的多模态脑影像学研究进展，旨在为后期治疗工作提供参考。

1 脑结构影像学

结构磁共振成像（Structural MRI，sMRI）作为常用型的影像学技术，能够通过微观和宏观角度对白质体积以及大脑灰质、容量等大结构改变进行客观评测[4]。sMRI还能够显像精神分裂症患者的微小结构病理变化，因具有操作简单便捷、安全性好、分辨率高等优势，在精神分裂症研究中得到广泛应用[5]。临床目前所开展的研究一般采用纵向与横向测量法探究精神分裂症脑结构的具体变化情况。纵向测量法一般测量脑体积的改变程度；横向测量法一般应用于对某个个体在某个时间内发生的脑结构改变的探索[6]。但由于临床脑sMRI技术研究样本量不足，缺乏脑功能改变与形态学改变之间关系的研究，无法详细解释精神分裂症发生的本质机制。

2 脑功能影像学

2.1 功能磁共振成像（Functional MRI，fMRI）

fMRI起始于二十世纪九十年代发展而来，依赖血氧水平的一种磁共振成像技术。其工作原理是在神经元兴奋后，局部血流量与血氧量增加不一致，导致脱氧血红蛋白与局部氧合血红蛋白比例发生改变，引起磁场性质变化，改变fMRI信号，以此反映神经元活动。fMRI可实施成像脑组织功能，具有高时空分辨率和易定位、接受度高等特点，能够为精神疾病脑功能机制的相关研究提供新方法和新策略。fMRI主要包括任务态fMRI和静息态fMRI[7]。任务态fMRI主要指被试者在执行认知任务等特定任务时扫描大脑，以此对脑区激活情况进行观察。静息态fMRI指大脑在静息状态下观察其自发活动的一种成像技术，能够充分反映脑功能区基础状态。研究表明[8]，精神分裂症患者在任务态情况下，其前额叶等脑区调节能力与激活存在减弱，但此类改变多半与患者认知功能障碍有关。但由于不同研究者采用的研究脑区与任务不同，其研究结果依旧存在一定的差异。

2.2 磁共振 波谱 成像（Magnetic Resonance Specteoscopic Imaging，MRSI）

MRSI是一种借助化学位移和磁共振现象检测体内特定化合物的技术，能够应用于特定化合物的半定量分析与生化研究、代谢检测，目前临床检测分子水平重要工具之一。目前利用MRSI技术研究的生化代谢产物主要集中于胆碱（Cho）、肌酐（Cr）、N-乙酰门冬氨酸（NAA）、γ-氨基丁酸（GABA）、谷氨酰胺（Gln）、谷氨酸（Glu）等。研究提出[9]，精神分裂症患者在额叶以及前额叶、丘脑的NAA浓度显著减少。国内外相关研究表明[10]，研究发现[]，精神分裂症患者尾状核及额叶、扣带回等脑区的Cr和NAA等代谢产物的异常，多半与患者纹状体丘脑-皮质环路功能障碍及神经退行性变化有关。但因样本量不同和病例医源性问题，临床并未得到统一研究结论。

2.3 扩散张量成像（Diffusion Tensor Imaging，DTI）

DTI技术的开展能够反映人体不同病理状态下组织之间水分子交换的状态以及组织空间组成信息，大脑白质区域所呈现的水分子扩散能够表现出各向异性，故DTI在临床中主要应用于大脑白质纤维的方向性与完整性研究[11]。目前临床常用参数包括各向异性分数（FA）与表现扩散系数（ADC），分别表示的是各组织各向异性敏感指标和扩散程度。另查阅文献得知[12]，患者存在异常的脑白质神经纤维连接，其中包括皮层下区域和皮层区域、胼胝体、联络纤维和边缘系统纤维。临床实践研究发现[13]，首发精神分裂症患者的左上额枕束FA值有所降低，与患者阴性和阳性症状严重程度存在关联。

2.4 磁共振灌注成像（MRPerfusion Weighted Imaging，MR-PWI）

MR-PWI是一种反映组织中血液灌注和微血管分布的功能成像方式，能够在保持无创情况下获得峰值时间和平均通过时间、脑血容量、脑血流量之类的阐述。具有空间分辨率和时间分辨率高、无放射性、操作简单等优点，同时能够在短时间内反复操作，故被广泛应用于骨肌系统、体部、中枢神经系统疾病的基础以及临床研究中。临床多位学者经研究发现[14]，患者脑部灌注存在不同程度的异常，发病时较为严重，异常显著脑区主要是额叶，分析原因可能是与认知功能障碍有关。另对未用药患者加以研究发现[15-16]，患者扣带回灌注以及双侧额叶、顶叶减少，而脑干和丘脑、小脑血流灌注增加。临床诸多研究均能够证实患者脑部血流灌注确实存在差异，多半与患者不同生理学与病理变化引起。

3 代谢影像学

人体大脑能量超过80%均来自于葡萄糖，大脑某部位活动范围越活跃，该区域的细胞葡萄糖代谢情况便同样活跃[17]。临床所开展的正电子发射断层扫描（PET）主要是在人体内注射放射性核素标记药物，随机在人体内部为出探测核素浓聚程度，测定脑代谢检查技术。代谢率较高的部位一般呈亮信号，反之则呈暗信号[18-19]。临床目前常用放射性核素主要包括13N、18F、15O、11C等，临床应用较多的便是18F，主要应用于体现局部组织的有氧代谢速率和葡糖糖代谢，而11C能够体现受体在体内的分布和配体与受体之间的结合情况。临床以往所开展的精神分裂症PET研究表明[20]，精神分裂症患者右丘脑代谢率要比左丘脑大，左前与右后代谢的减少与进入区域的速度有关。通过利用11C作为示踪剂对精神分裂症和正常人开展PET研究，发现精神分裂症状患者蛋白去乙酰化酶的调控异常，其改变多半与人类认知功能水平有关。

4 小结

精神分裂症在临床诊断中依旧缺乏特异性标准，目前仅能够依靠患者自身或家属描述的相关情况以及临床表现加以诊断，缺乏诊断的真实性与客观性。多模态成像的开展能够为患者提供脑代谢与功能、结构变化以及相关性的参考信息，对评估患者大脑改变具有重要意义。临床今后研究应当继续探索高特异性和高灵敏度的多模态脑影像学技术，以此为临床诊断与治疗工作提供客观且有价值的依据。