精神分裂症病人扣带皮层亚区功能连接改变

【摘要】：目的精神分裂症病人的静息态功能磁共振成像的研究中,扣带皮层存在显著的功能连接改变,但是更精细的扣带皮层亚区的功能连接变化及其与疾病临床特性的关系尚不清楚。这项研究的主要目的是比较精神分裂症病人与正常人之间扣带皮层亚区与全脑的功能连接改变,从而阐明精神分裂症病人扣带皮层亚区功能连接的变化及其意义。材料与方法选择符合第4版美国精神障碍诊断与统计手册诊断标准的94名精神分裂症病人(52男,42女)及102名健康志愿者(45男,57女)为对照组。采用GE Discovery MR750 3.0T磁共振扫描仪进行3D高分辨率T1WI结构像和静息态功能磁共振扫描,其中后者同时运用了梯度回波单次激发回波平面成像与梯度回波敏感编码螺旋填充成像扫描技术。1.采用基于Matlab的SPM8软件对高分辨率结构像及静息态功能磁共振数据(两种静息态功能磁共振成像扫描方法)进行预处理。2.扣带皮层亚区分区如下:膝下前扣带皮层、膝前前扣带皮层、前中扣带皮层、后中扣带皮层、背侧后扣带皮层、腹侧后扣带皮层及压部后皮层,其中膝前前扣带皮层及前中扣带皮层又根据其细胞构筑不同,分为24和32两个子区,共分为9个亚区。分别从两种静息态扫描方法中的平均标准化模板提取各亚区的信号值,评估两种序列所得图像的质量。3.选择扣带皮层亚区为种子点,进行种子点与全脑其他体素的功能连接计算(回归全脑均值信号及不回归全脑均值信号两种方法)。4.采用预处理后的高分辨率结构像,控制年龄及性别,研究精神分裂症病人扣带皮层亚区灰质体积的改变,同时用一般线性模型方法将灰质体积作为协变量研究灰质体积的变化对功能连接结果是否有影响。5.将组间功能连接显著差异区的时间序列提取出来,与病程、用药量、阳性及阴性症状量表评分进行偏相关分析,年龄及性别作为协变量,统计阈值为p0.05,未校正。结果1.膝前前扣带皮层及眶额皮层在梯度回波敏感编码螺旋填充成像扫描序列中有较少的信号丢失及变形,因此选用此序列进行功能连接的计算。2.在回归全脑均值信号时,精神分裂症病人的大部分扣带皮层亚区的功能连接较正常人降低,小部分为增高,减低的脑区主要集中在前额叶、岛叶、纹状体及丘脑等脑区,属于情感网络、突显网络、感觉运动网络及默认网络;然而,在不回归全脑均值信号的情况下,精神分裂症病人仅显示出了高于正常人的功能连接结果,分别为前中扣带皮层、后扣带皮层及压部后皮层这几个亚区的功能连接改变,与其功能连接增高的脑区主要属于默认网络;但在上述两种处理方法中功能连接增高的脑区有部分是重合的。3.精神分裂症病人扣带皮层亚区灰质体积较正常人明显降低,但其对组间扣带皮层亚区功能连接改变的结果无明显影响。结论1.梯度回波敏感编码螺旋填充成像序列较梯度回波单次激发回波平面成像可有效的减少功能数据的信号丢失及图像变形,更为可信;2.回归全脑均值信号对组间比较的结果有很大的影响,在进行静息态功能磁共振数据分析时应考虑全脑均值信号的回归问题;3.精神分裂症病人扣带皮层亚区的功能连接改变非常复杂,默认网络的改变为其一特征性变化。因回归全脑均值信号与不回归全脑均值信号的一致结果为功能连接增高的区域,也对精神分裂症功能失连接的假设提出了质疑。