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脑部静息态功能磁共振低频振幅法检测盆底膀胱过度活动症患者大脑各区功能及结果分析

2024-09-23卫中庆李云鹏李春龙赵素敏丁留成张思聪张庆兵夏强

现代泌尿外科杂志 2024年9期

摘要:

目的" 采用脑部静息态功能磁共振(rs-fMRI)

低频振幅(ALFF)法检测膀胱过度活动症(OAB)患者脑部各功能区信号图像

并对结果进行分析探讨。方法" 选取2021年3月—2023年3月于3家参与医院就诊并确诊为OAB的患者为OAB组(n=14),收集同期与OAB组患者性别、年龄、受教育年限匹配的健康人群作为对照组(NC组,n=14)。比较两组受试者的膀胱过度活动症状评分表(OABSS)问卷调查、生活质量评分(QoL)、抑郁自评量表(SDS)及焦虑自评量表(SAS)评分。受试者均进行rs-fMRI检测,采集血氧水平依赖磁共振信号图像,采用ALFF技术处理图像数据,对结果进行两样本t检验,获取差异脑区。结果" OAB组和NC组的OABSS [(8.07±0.37)分vs.(1.21±0.18)分]、QoL [(4.85±0.21)分vs.(0.64±0.13)分]、SAS [(60.14±1.40)分vs.(37.64±1.57)分]及SDS [(52.50±1.29)分vs.(36.14±0.34)分]评分比较,OAB组高于NC组,差异有统计学意义(Plt;0.05)。ALFF处理后结果显示,两组受试者ALFF值有明显差异的脑区分别位于左侧补充运动区、左侧额叶内侧额上回及右侧中央前回(Plt;0.000 1)。结论" 静息状态下大脑的自发活动与相互协调能力异常可能与OAB的相应临床症状有关,涉及的功能异常脑区有左侧补充运动区、左侧额叶内侧额上回及右侧中央前回。

关键词:静息态功能磁共振;膀胱过度活动症;低频振幅;脑部功能区

中图分类号:R694""" 文献标志码:ADOI:10.3969/j.issn.1009-8291.2024.09.007

收稿日期:2024-01-03""" 修回日期:2024-03-26

基金项目:

江苏省科技厅社发基金项目(No.BE2020724);国家自然基金面上项目(No.82370781)

通信作者:夏强,主任医师。E-mail:xq8558@126.com

作者简介:卫中庆,主任医师,博士生导师。研究方向:盆底外科、尿控。E-mail:weizq1@163.com;

李云鹏,硕士研究生,住院医师。研究方向:尿控。E-mail:928214141@qq.com;李春龙,硕士研究生。研究方向:神经泌尿外科、尿控。E-mail:lcl150112@stu.njmu.edu.cn。系共同第一作者

Detection and analysis of brain function in patients with pelvic floor overactive bladder by resting state functional magnetic resonance imaging with amplitude of low-frequency fluctuation

WEI Zhongqing1,2,LI Yunpeng1,LI Chunlong1,ZHAO Sumin3,DING Liucheng1,ZHANG Sicong1,ZHANG Qingbing4,XIA Qiang2

(1.Department of Pelvic Floor Surgery and Urology,The Second Affiliated Hospital of Nanjing Medical University,Nanjing 210000;2.Department of Urology,Wuxi Ninth Affiliated Hospital of Suzhou University,Wuxi 214100;

3.Imaging Department,Dong e County Peoples Hospital,Liaocheng 252200;4.Department of Urology,Dong e County Peoples Hospital,Liaocheng 252200,China)

ABSTRACT:Objective" The amplitude of low-frequency fluctuation (ALFF) resting state functional magnetic resonance imaging (rs-fMRI) was used to investigate the signals image in the brain functional areas of overactive bladder (OAB) patients.Methods" OAB patients treated in 3 participating hospitals during Mar.2021 and Mar.2023 were selected as the OAB group (n=14).Healthy subjects matching the gender,age and years of education of the patients in the OAB group were collected as the control group (NC group,n=14).Changes in the over active bladder symptom score (OABSS),quality of life scale (QoL),self-rating depression scale (SDS),self-rating anxiety scale (SAS) were analyzed.All subjects underwent rs-fMRI to collect blood oxygen level dependent magnetic resonance signals,which were then processed with ALFF.Two-sample t-test was conducted on the results to obtain the different brain regions.Results" The OABSS [(8.07±0.37) vs. (1.21±0.18)],QoL [(4.85±0.21) vs. (0.64±0.13)],SAS [(60.14±1.40) vs.(37.64±1.57)] and SDS [(52.50±1.29) vs.(36.14±0.34)] scores of the OAB group were higher than those of the NC group,with significant differences (Plt;0.05).The brain regions with significant differences in ALFF were located in the left supplementary motor area,left medial superior frontal gyrus and right anterior central gyrus (Plt;0.000 1).Conclusion" The abnormal spontaneous activity and coordination ability of the brain in resting state may lead to OAB symptoms,which are displayed in the abnormal functions of the left supplementary motor area,left medial superior frontal gyrus and right anterior central gyrus.

KEY WORDS:resting state functional magnetic resonance imaging;overactive bladder;amplitude of low-frequency fluctuation;brain functional areas

膀胱过度活动症(overactive bladder,OAB)被国际尿控协会(International Continence Society,ICS)定义为尿急,伴或不伴有急迫性尿失禁,通常伴有尿频和夜尿增多,且需排除感染及其他明确病理存在的一种综合征[1]ADDINEN.CITElt;EndNotegt;lt;Citegt;lt;Authorgt;Elizondolt;/Authorgt;lt;Yeargt;2017lt;/Yeargt;lt;RecNumgt;30lt;/RecNumgt;lt;DisplayTextgt;lt;styleface=\"superscript\"gt;lt;/stylegt;lt;/DisplayTextgt;lt;recordgt;lt;rec-numbergt;30lt;/rec-numbergt;lt;foreign-keysgt;lt;keyapp=\"EN\"db-id=\"xfwrdvevhzwarae0x9550ewgxvr5e5fr0asz\"gt;30lt;/keygt;lt;/foreign-keysgt;lt;ref-typename=\"JournalArticle\"gt;17lt;/ref-typegt;lt;contributorsgt;lt;authorsgt;lt;authorgt;Elizondo,R.A.lt;/authorgt;lt;authorgt;Karmonik,C.lt;/authorgt;lt;authorgt;Boone,T.B.lt;/authorgt;lt;authorgt;Khavari,R.lt;/authorgt;lt;/authorsgt;lt;/contributorsgt;lt;auth-addressgt;DepartmentofPediatricUrology,TexasChildrenamp;apos;sHospital,Houston,Texas,USA.amp;#xD;DepartmentofMRICore,MethodistResearchInstitute,Houston,Texas,USA.amp;#xD;DepartmentofUrology,MethodistHospital,Houston,Texas,USA.lt;/auth-addressgt;lt;titlesgt;lt;titlegt;Protocolforaprospectiveobservationalstudyofcorticallowerurinarytractcontrolchangesfollowingintradetrusorinjectionofbotulinumtoxin-Ainpatientswithmultiplesclerosislt;/titlegt;lt;secondary-titlegt;BMJOpenlt;/secondary-titlegt;lt;alt-titlegt;BMJopenlt;/alt-titlegt;lt;/titlesgt;lt;periodicalgt;lt;full-titlegt;BMJOpenlt;/full-titlegt;lt;abbr-1gt;BMJopenlt;/abbr-1gt;lt;/periodicalgt;lt;alt-periodicalgt;lt;full-titlegt;BMJOpenlt;/full-titlegt;lt;abbr-1gt;BMJopenlt;/abbr-1gt;lt;/alt-periodicalgt;lt;pagesgt;e013225lt;/pagesgt;lt;volumegt;7lt;/volumegt;lt;numbergt;2lt;/numbergt;lt;editiongt;2017/02/06lt;/editiongt;lt;keywordsgt;lt;keywordgt;Botoxlt;/keywordgt;lt;keywordgt;Lutslt;/keywordgt;lt;keywordgt;NeurogenicBladderlt;/keywordgt;lt;keywordgt;fMRIlt;/keywordgt;lt;/keywordsgt;lt;datesgt;lt;yeargt;2017lt;/yeargt;lt;pub-datesgt;lt;dategt;Feb03lt;/dategt;lt;/pub-datesgt;lt;/datesgt;lt;isbngt;2044-6055lt;/isbngt;lt;accession-numgt;28159850lt;/accession-numgt;lt;urlsgt;lt;/urlsgt;lt;custom2gt;Pmc5293986lt;/custom2gt;lt;electronic-resource-numgt;10.1136/bmjopen-2016-013225lt;/electronic-resource-numgt;lt;remote-database-providergt;NLMlt;/remote-database-providergt;lt;languagegt;englt;/languagegt;lt;/recordgt;lt;/Citegt;lt;/EndNotegt;。流行病学调查显示18周岁以上人群总患病率为6%[2]ADDINEN.CITElt;EndNotegt;lt;Citegt;lt;Authorgt;Elizondolt;/Authorgt;lt;Yeargt;2017lt;/Yeargt;lt;RecNumgt;30lt;/RecNumgt;lt;DisplayTextgt;lt;styleface=\"superscript\"gt;lt;/stylegt;lt;/DisplayTextgt;lt;recordgt;lt;rec-numbergt;30lt;/rec-numbergt;lt;foreign-keysgt;lt;keyapp=\"EN\"db-id=\"xfwrdvevhzwarae0x9550ewgxvr5e5fr0asz\"gt;30lt;/keygt;lt;/foreign-keysgt;lt;ref-typename=\"JournalArticle\"gt;17lt;/ref-typegt;lt;contributorsgt;lt;authorsgt;lt;authorgt;Elizondo,R.A.lt;/authorgt;lt;authorgt;Karmonik,C.lt;/authorgt;lt;authorgt;Boone,T.B.lt;/authorgt;lt;authorgt;Khavari,R.lt;/authorgt;lt;/authorsgt;lt;/contributorsgt;lt;auth-addressgt;DepartmentofPediatricUrology,TexasChildrenamp;apos;sHospital,Houston,Texas,USA.amp;#xD;DepartmentofMRICore,MethodistResearchInstitute,Houston,Texas,USA.amp;#xD;DepartmentofUrology,MethodistHospital,Houston,Texas,USA.lt;/auth-addressgt;lt;titlesgt;lt;titlegt;Protocolforaprospectiveobservationalstudyofcorticallowerurinarytractcontrolchangesfollowingintradetrusorinjectionofbotulinumtoxin-Ainpatientswithmultiplesclerosislt;/titlegt;lt;secondary-titlegt;BMJOpenlt;/secondary-titlegt;lt;alt-titlegt;BMJopenlt;/alt-titlegt;lt;/titlesgt;lt;periodicalgt;lt;full-titlegt;BMJOpenlt;/full-titlegt;lt;abbr-1gt;BMJopenlt;/abbr-1gt;lt;/periodicalgt;lt;alt-periodicalgt;lt;full-titlegt;BMJOpenlt;/full-titlegt;lt;abbr-1gt;BMJopenlt;/abbr-1gt;lt;/alt-periodicalgt;lt;pagesgt;e013225lt;/pagesgt;lt;volumegt;7lt;/volumegt;lt;numbergt;2lt;/numbergt;lt;editiongt;2017/02/06lt;/editiongt;lt;keywordsgt;lt;keywordgt;Botoxlt;/keywordgt;lt;keywordgt;Lutslt;/keywordgt;lt;keywordgt;NeurogenicBladderlt;/keywordgt;lt;keywordgt;fMRIlt;/keywordgt;lt;/keywordsgt;lt;datesgt;lt;yeargt;2017lt;/yeargt;lt;pub-datesgt;lt;dategt;Feb03lt;/dategt;lt;/pub-datesgt;lt;/datesgt;lt;isbngt;2044-6055lt;/isbngt;lt;accession-numgt;28159850lt;/accession-numgt;lt;urlsgt;lt;/urlsgt;lt;custom2gt;Pmc5293986lt;/custom2gt;lt;electronic-resource-numgt;10.1136/bmjopen-2016-013225lt;/electronic-resource-numgt;lt;remote-database-providergt;NLMlt;/remote-database-providergt;lt;languagegt;englt;/languagegt;lt;/recordgt;lt;/Citegt;lt;/EndNotegt;。OAB对患者身心健康和生活质量影响较大,研究其病理机制,实现早诊断、早治疗,可延缓疾病进展,提高患者生活质量。既往研究已经证实大脑皮层参与控制和调节人类的排尿反射活动[3]ADDINEN.CITElt;EndNotegt;lt;Citegt;lt;Authorgt;Elizondolt;/Authorgt;lt;Yeargt;2017lt;/Yeargt;lt;RecNumgt;30lt;/RecNumgt;lt;DisplayTextgt;lt;styleface=\"superscript\"gt;lt;/stylegt;lt;/DisplayTextgt;lt;recordgt;lt;rec-numbergt;30lt;/rec-numbergt;lt;foreign-keysgt;lt;keyapp=\"EN\"db-id=\"xfwrdvevhzwarae0x9550ewgxvr5e5fr0asz\"gt;30lt;/keygt;lt;/foreign-keysgt;lt;ref-typename=\"JournalArticle\"gt;17lt;/ref-typegt;lt;contributorsgt;lt;authorsgt;lt;authorgt;Elizondo,R.A.lt;/authorgt;lt;authorgt;Karmonik,C.lt;/authorgt;lt;authorgt;Boone,T.B.lt;/authorgt;lt;authorgt;Khavari,R.lt;/authorgt;lt;/authorsgt;lt;/contributorsgt;lt;auth-addressgt;DepartmentofPediatricUrology,TexasChildrenamp;apos;sHospital,Houston,Texas,USA.amp;#xD;DepartmentofMRICore,MethodistResearchInstitute,Houston,Texas,USA.amp;#xD;DepartmentofUrology,MethodistHospital,Houston,Texas,USA.lt;/auth-addressgt;lt;titlesgt;lt;titlegt;Protocolforaprospectiveobservationalstudyofcorticallowerurinarytractcontrolchangesfollowingintradetrusorinjectionofbotulinumtoxin-Ainpatientswithmultiplesclerosislt;/titlegt;lt;secondary-titlegt;BMJOpenlt;/secondary-titlegt;lt;alt-titlegt;BMJopenlt;/alt-titlegt;lt;/titlesgt;lt;periodicalgt;lt;full-titlegt;BMJOpenlt;/full-titlegt;lt;abbr-1gt;BMJopenlt;/abbr-1gt;lt;/periodicalgt;lt;alt-periodicalgt;lt;full-titlegt;BMJOpenlt;/full-titlegt;lt;abbr-1gt;BMJopenlt;/abbr-1gt;lt;/alt-periodicalgt;lt;pagesgt;e013225lt;/pagesgt;lt;volumegt;7lt;/volumegt;lt;numbergt;2lt;/numbergt;lt;editiongt;2017/02/06lt;/editiongt;lt;keywordsgt;lt;keywordgt;Botoxlt;/keywordgt;lt;keywordgt;Lutslt;/keywordgt;lt;keywordgt;NeurogenicBladderlt;/keywordgt;lt;keywordgt;fMRIlt;/keywordgt;lt;/keywordsgt;lt;datesgt;lt;yeargt;2017lt;/yeargt;lt;pub-datesgt;lt;dategt;Feb03lt;/dategt;lt;/pub-datesgt;lt;/datesgt;lt;isbngt;2044-6055lt;/isbngt;lt;accession-numgt;28159850lt;/accession-numgt;lt;urlsgt;lt;/urlsgt;lt;custom2gt;Pmc5293986lt;/custom2gt;lt;electronic-resource-numgt;10.1136/bmjopen-2016-013225lt;/electronic-resource-numgt;lt;remote-database-providergt;NLMlt;/remote-database-providergt;lt;languagegt;englt;/languagegt;lt;/recordgt;lt;/Citegt;lt;/EndNotegt;,目前膀胱神经传入通路异常,中枢神经的病理生理机制一直是研究者们关注的重点[4-5]ADDINEN.CITElt;EndNotegt;lt;Citegt;lt;Authorgt;Elizondolt;/Authorgt;lt;Yeargt;2017lt;/Yeargt;lt;RecNumgt;30lt;/RecNumgt;lt;DisplayTextgt;lt;styleface=\"superscript\"gt;lt;/stylegt;lt;/DisplayTextgt;lt;recordgt;lt;rec-numbergt;30lt;/rec-numbergt;lt;foreign-keysgt;lt;keyapp=\"EN\"db-id=\"xfwrdvevhzwarae0x9550ewgxvr5e5fr0asz\"gt;30lt;/keygt;lt;/foreign-keysgt;lt;ref-typename=\"JournalArticle\"gt;17lt;/ref-typegt;lt;contributorsgt;lt;authorsgt;lt;authorgt;Elizondo,R.A.lt;/authorgt;lt;authorgt;Karmonik,C.lt;/authorgt;lt;authorgt;Boone,T.B.lt;/authorgt;lt;authorgt;Khavari,R.lt;/authorgt;lt;/authorsgt;lt;/contributorsgt;lt;auth-addressgt;DepartmentofPediatricUrology,TexasChildrenamp;apos;sHospital,Houston,Texas,USA.amp;#xD;DepartmentofMRICore,MethodistResearchInstitute,Houston,Texas,USA.amp;#xD;DepartmentofUrology,MethodistHospital,Houston,Texas,USA.lt;/auth-addressgt;lt;titlesgt;lt;titlegt;Protocolforaprospectiveobservationalstudyofcorticallowerurinarytractcontrolchangesfollowingintradetrusorinjectionofbotulinumtoxin-Ainpatientswithmultiplesclerosislt;/titlegt;lt;secondary-titlegt;BMJOpenlt;/secondary-titlegt;lt;alt-titlegt;BMJopenlt;/alt-titlegt;lt;/titlesgt;lt;periodicalgt;lt;full-titlegt;BMJOpenlt;/full-titlegt;lt;abbr-1gt;BMJopenlt;/abbr-1gt;lt;/periodicalgt;lt;alt-periodicalgt;lt;full-titlegt;BMJOpenlt;/full-titlegt;lt;abbr-1gt;BMJopenlt;/abbr-1gt;lt;/alt-periodicalgt;lt;pagesgt;e013225lt;/pagesgt;lt;volumegt;7lt;/volumegt;lt;numbergt;2lt;/numbergt;lt;editiongt;2017/02/06lt;/editiongt;lt;keywordsgt;lt;keywordgt;Botoxlt;/keywordgt;lt;keywordgt;Lutslt;/keywordgt;lt;keywordgt;NeurogenicBladderlt;/keywordgt;lt;keywordgt;fMRIlt;/keywordgt;lt;/keywordsgt;lt;datesgt;lt;yeargt;2017lt;/yeargt;lt;pub-datesgt;lt;dategt;Feb03lt;/dategt;lt;/pub-datesgt;lt;/datesgt;lt;isbngt;2044-6055lt;/isbngt;lt;accession-numgt;28159850lt;/accession-numgt;lt;urlsgt;lt;/urlsgt;lt;custom2gt;Pmc5293986lt;/custom2gt;lt;electronic-resource-numgt;10.1136/bmjopen-2016-013225lt;/electronic-resource-numgt;lt;remote-database-providergt;NLMlt;/remote-database-providergt;lt;languagegt;englt;/languagegt;lt;/recordgt;lt;/Citegt;lt;/EndNotegt;。静息态功能磁共振(resting state functional magnetic resonance imaging,rs-fMRI)通过采集休息放松状态下大脑血氧水平改变产生的磁共振信号变化间接反映神经元功能,其为脑科学研究提供了一种无创、定位探索脑功能区的检查方式。既往研究显示额叶皮质及右额下回与排尿控制相关[6]ADDINEN.CITElt;EndNotegt;lt;Citegt;lt;Authorgt;Elizondolt;/Authorgt;lt;Yeargt;2017lt;/Yeargt;lt;RecNumgt;30lt;/RecNumgt;lt;DisplayTextgt;lt;styleface=\"superscript\"gt;lt;/stylegt;lt;/DisplayTextgt;lt;recordgt;lt;rec-numbergt;30lt;/rec-numbergt;lt;foreign-keysgt;lt;keyapp=\"EN\"db-id=\"xfwrdvevhzwarae0x9550ewgxvr5e5fr0asz\"gt;30lt;/keygt;lt;/foreign-keysgt;lt;ref-typename=\"JournalArticle\"gt;17lt;/ref-typegt;lt;contributorsgt;lt;authorsgt;lt;authorgt;Elizondo,R.A.lt;/authorgt;lt;authorgt;Karmonik,C.lt;/authorgt;lt;authorgt;Boone,T.B.lt;/authorgt;lt;authorgt;Khavari,R.lt;/authorgt;lt;/authorsgt;lt;/contributorsgt;lt;auth-addressgt;DepartmentofPediatricUrology,TexasChildrenamp;apos;sHospital,Houston,Texas,USA.amp;#xD;DepartmentofMRICore,MethodistResearchInstitute,Houston,Texas,USA.amp;#xD;DepartmentofUrology,MethodistHospital,Houston,Texas,USA.lt;/auth-addressgt;lt;titlesgt;lt;titlegt;Protocolforaprospectiveobservationalstudyofcorticallowerurinarytractcontrolchangesfollowingintradetrusorinjectionofbotulinumtoxin-Ainpatientswithmultiplesclerosislt;/titlegt;lt;secondary-titlegt;BMJOpenlt;/secondary-titlegt;lt;alt-titlegt;BMJopenlt;/alt-titlegt;lt;/titlesgt;lt;periodicalgt;lt;full-titlegt;BMJOpenlt;/full-titlegt;lt;abbr-1gt;BMJopenlt;/abbr-1gt;lt;/periodicalgt;lt;alt-periodicalgt;lt;full-titlegt;BMJOpenlt;/full-titlegt;lt;abbr-1gt;BMJopenlt;/abbr-1gt;lt;/alt-periodicalgt;lt;pagesgt;e013225lt;/pagesgt;lt;volumegt;7lt;/volumegt;lt;numbergt;2lt;/numbergt;lt;editiongt;2017/02/06lt;/editiongt;lt;keywordsgt;lt;keywordgt;Botoxlt;/keywordgt;lt;keywordgt;Lutslt;/keywordgt;lt;keywordgt;NeurogenicBladderlt;/keywordgt;lt;keywordgt;fMRIlt;/keywordgt;lt;/keywordsgt;lt;datesgt;lt;yeargt;2017lt;/yeargt;lt;pub-datesgt;lt;dategt;Feb03lt;/dategt;lt;/pub-datesgt;lt;/datesgt;lt;isbngt;2044-6055lt;/isbngt;lt;accession-numgt;28159850lt;/accession-numgt;lt;urlsgt;lt;/urlsgt;lt;custom2gt;Pmc5293986lt;/custom2gt;lt;electronic-resource-numgt;10.1136/bmjopen-2016-013225lt;/electronic-resource-numgt;lt;remote-database-providergt;NLMlt;/remote-database-providergt;lt;languagegt;englt;/languagegt;lt;/recordgt;lt;/Citegt;lt;/EndNotegt;。低频振幅(amplitude of low-frequency fluctuation,ALFF)是rs-fMRI常用的分析方法,将其用于探究大脑异常活动与OAB中尿频、尿急症间的潜在关系具有一定优势。本研究以ALFF技术处理数据,力求发现OAB患者的异常脑区,以期为OAB的发病机制提供理论依据。

1" 资料与方法

1.1" 一般资料" 选取南京医科大学第二附属医院、山东省东阿县人民医院、苏州大学附属无锡九院2021年3月—2023年3月收治的14例OAB患者(OAB组)作为研究对象。OAB组中男性1例,女性13例,右利手,年龄(59.79±1.81)岁,教育年限为高中至大学本科。收集同期与OAB组性别、年龄、受教育年限匹配的健康人群作对照组(NC组,n=14),其中男性1例,女性13例,右利手,年龄(60.07±1.95)岁。两组受试者的一般资料差异无统计学意义(Pgt;0.05)。受试者均进行rs-fMRI扫描,并采集血氧水平依赖磁共振信号图像。本研究经南京医科大学第二附属医院医学伦理委员会审批(2020KY107-02),所有受试者均签署书面知情同意书。

1.2" 纳入及排除标准" OAB组纳入标准:初发尿频、尿急症状,未经相关治疗,详细记录排尿日记,以排除伴有神经源性膀胱、膀胱出口梗阻、间质性膀胱炎及尿失禁患者。NC组中的健康志愿者颅脑磁共振检查结果均为阴性。为避免利手因素对脑影像学数据的影响,选择右利手(利手检查项目及分型量表评定,右手的确定分值gt;0.9)。排除标准:合并其他排尿功能障碍;膀胱器质性病变如肿瘤、出口梗阻;系统性疾病,合并严重躯体疾病和特殊药物服用史;磁共振检查禁忌者。

1.3" 方法

1.3.1" 成像设备及扫描前要求" 受试者提前10 min到达磁共振室,接受告知注意事项,消除紧张、焦虑情绪。扫描时受试者处于放松、静息状态,同时嘱其在检查过程中处于平卧、安静、闭眼、清醒状态,并不做任何思考。仪器采用德国Siemens(西门子)公司3.0T超导型磁共振。由不知晓受试者病情并受过培训的影像科医生进行所有受试者的颅脑磁共振平扫,确定结构无异常者继续进行脑功能与结构成像扫描。

1.3.2" 扫描参数设置" rs-fMRI参数:采用梯度-平面回波成像序列采集图像,扫描范围从颅顶至枕骨大孔,层厚5 mm、重复时间(repetition time,TR)2000 ms、回波时间(echotime,TE)30 ms,翻转角(flip angle,FA)90°、视野(filed of view,FOV)24 cm×24 cm,矩阵大小64×64,扫描时间410 s,全大脑连续扫描共30层,每个功能运行包含200个图像卷。

1.3.3" 功能磁共振成像数据预处理" 所有结构磁共振数据采用DPABI-DPARSF软件进行预处理与指标计算,主要步骤包括:图像转换与时间校正、头动校正、空间标准化、空间平滑、回归协变量、带通滤波。

1.3.4" ALFF分析" ALFF算法:通过对功能磁共振数据做傅立叶变换计算功率谱,计算信号在0.01~0.08 Hz下的功率谱并进行开方,得到的平均平方根即为ALFF值,即得到了信号的低频振荡幅度,其可直接反映神经元的自发活动。为了进行统计分析,寻找组间差异,将每个体素的ALFF值除以全脑所有的ALFF值从而得到受试者的ALFF标准脑图,最后对标准化后的ALFF图进行统计学分析。

1.4" 分析指标" 对两组受试者进行详细的病史咨询,比较两组受试者的膀胱过度活动症状评分表(over active bladder symptom score,OABSS)问卷调查、生活质量评分(quality of life scale,QoL)、抑郁自评量表(self-rating depression scale,SDS)及焦虑自评量表(self-rating anxiety scale,SAS)评分。分析ALFF处理后两组受试者出现差异的脑区,并绘图分析。

1.5" 统计学方法" 采用SPSS 20.0软件分析数据,计量资料以均数±标准差(±s)表示,进行t检验,Plt;0.05表示差异有统计学意义。对OAB组及NC组的标准化ALFF脑图进行两独立样本t检验,经过伪发现率(1 discovery rate,FDR)校正后P<0.05,连续体素数量大于20,得到两组受试者脑静息态ALFF值统计学差异脑区,将统计结果叠加到蒙特利尔神经学研究所(montreal neurological institute,MNI)坐标系中,并查看脑区解剖位置。

2" 结" 果

2.1" OAB组与NC组各临床症状评分比较" OAB组的OABSS、QoL、SAS及SDS评分均高于NC组,差异有统计学意义(P<0.05,表1)。

2.2" ALFF处理后两组受试者呈现差异的脑区" 经过FDR校正,团簇gt;20 voxel,Peak点t值为该脑区差异最显著点,MNI坐标零点位于大脑中部,X指左右,Y指前后,Z指上下。经分析,OAB组与NC组ALFF值存在差异的脑区是左侧补充运动区、左侧额叶内侧额上回及右侧中央前回(表2),并且OAB组上述脑区的ALFF值明显低于NC组(P<0.0001,图1)。

3" 讨" 论

ALFF技术是rs-fMRI常用的研究方法[7]。控尿区域与额叶、顶叶、扣带回、颞叶、豆状核、岛叶、角回、海马旁回、中央前后回均存在相关性[8]。本研究结果发现,OAB组在左侧补充运动区的ALFF值明显低于NC组。补充运动区在解剖位置上位于大脑半球内侧面、旁中央小叶的下肢运动功能区之前,主要参与机体运动的启动和调节[9]ADDINNE.Ref.{29B2C9A3-5675-4228-97C5-9539D2C4FD74}。GRIFFITHS等[10]的研究发现OAB患者的补充运动区域活化降低,治疗后活化有所增强,提示补充运动区可能只有在一定的范围内活化才能行使正常的调节功能,过高或过低均可能处于异常状态,导致调节功能紊乱[11]ADDINNE.Ref.{D5FB4C0D-C1FC-4727-B927-58D2E3F3BB87}。本次研究发现OAB患者在左侧补充运动区活跃程度下降,与上述报道相符合,OAB患者该脑区的功能异常会使尿频、尿急症状无法控制。

本研究结果发现,OAB组较NC组的左侧额叶内侧额上回ALFF值更低。额叶在人类情感和认知功能方面担任着重要角色,在有组织、有方向的活动中,其可使活动服从于坚定意图和动机。无法抑制的尿急感可能与患者该脑区的神经活动减弱相关。BLOK等[12]ADDINNE.Ref.{8D6419BA-5C99-4A03-8FAA-EB9279651559}研究发现健康人群在强烈尿意下尝试排尿时,可明显激活的脑区为额叶皮质,提示大脑额叶皮质在排尿反射中可起到决策作用。有研究发现,排尿控制不良与眶额叶的活化不足有关[13]。总结以上研究,我们发现一定强度范围内激活大脑额叶皮质,可以抑制排尿活动,当其活化不足时,可能导致尿频、尿急等症状。本研究发现,OAB患者在左侧额叶内侧额上回活化程度降低,与既往研究相符,一定程度上解释了OAB患者尿频、尿急的脑部异常机制,可能与左侧额叶额上回的激活不足导致整个额叶在调节排尿的过程中出现了异常。

本研究结果发现,OAB组的右侧中央前回ALFF值较NC组更低。中央前回在解剖位置上位于额叶,参与了额叶的一部分功能,大量研究表明中央前回可能与抑郁相关[14]。研究发现抑郁症患者在右侧中央前回的活化减弱,提示中央前回的异常可能与之相关[15]。本次研究发现OAB患者的右侧中央前回活化减弱,同时结合SDS评分发现其多伴有轻中度的抑郁症,暗示右侧中央前回的活化减弱可能与患者抑郁症状相关,从而加重患者的临床症状。

有学者利用脑连接分析技术对OAB患者进行了前额叶皮层内部功能的研究分析,发现前额叶皮层内部功能“协同失调”,可以导致尿控功能障碍,表现为尿急、尿频甚至急迫性尿失禁等OAB的典型临床症状[16],进一步支持了本研究的结论。

本研究采用rs-fMRI技术中的ALFF方法进行研究,发现OAB患者左侧补充运动区、左侧额叶内侧额上回及右侧中央前回多脑区神经元活动异常,初步表明OAB的发生、发展与局部脑区功能紊乱相关,可作为OAB诊断及监测疾病进展的影像学标识。但本研究为3家参与医院小样本研究,仅使用了rs-fMRI单一方法,未来需进一步扩大样本量,并增加任务态功能磁共振、脑连接性分析技术、脑静息态网络等多模态研究,进一步探究OAB的发病机制。

声明" 所有作者不存在利益冲突。

作者贡献" 卫中庆:研究设计,文章撰写修订,基金申请;李云鹏、李春龙:研究实施,文章撰写修订;赵素敏、丁留成、张思聪、张庆兵:临床参与,数据整理;夏强:研究指导,文章审核。

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(编辑" 闫玉梅)