性別不同對(duì)雙相障礙患者腦灰質(zhì)體積變化的差異影響探究論文
雙相障礙(Bipolar Disorder，BD)是一種慢性、常見且易反復(fù)發(fā)作的嚴(yán)重精神障礙，患者特點(diǎn)是狂躁(或輕狂躁)與抑郁交替或循環(huán)發(fā)作，嚴(yán)重地影響患者的日常生活。目前，該病的患病率在持續(xù)地增加，并且雙相障礙是世界范圍內(nèi)的主要致殘疾病之一，給患者家庭和社會(huì)帶來(lái)了很大的負(fù)擔(dān)。即使在治療后，大約也有37%的患者在1年內(nèi)還會(huì)出現(xiàn)抑郁或躁狂復(fù)發(fā)，2年內(nèi)的復(fù)發(fā)率高達(dá)60%。目前雙相障礙的發(fā)病機(jī)制尚不明確，研究表明，雙相障礙患者的臨床特征具有性別差異性，女性雙相障礙多表現(xiàn)為抑郁，而男性則多表現(xiàn)為狂躁。Free?man等發(fā)現(xiàn)，女性雙相障礙Ⅱ型的患病率要高于男性。除此之外，相比男性，女性經(jīng)歷混合發(fā)作和快速循環(huán)的概率更高。上述研究提示雙相障礙發(fā)病機(jī)制、病理變化可能存在性別差異性，應(yīng)用基于體素的方法研究腦灰質(zhì)體積減少的性別差異，可以為其病理變化提供形態(tài)學(xué)基礎(chǔ)。
已有研究發(fā)現(xiàn)雙相障礙患者在右側(cè)顳上中下回、左側(cè)顳腹皮層、頂上小葉、雙側(cè)邊緣系統(tǒng)、雙側(cè)尾狀核腦區(qū)體積減少，同時(shí)發(fā)現(xiàn)患者的左側(cè)頂葉中央后回、雙側(cè)楔前葉、右側(cè)額上回、左側(cè)扣帶回、左側(cè)小腦前葉、腹側(cè)前額葉皮層、左側(cè)額頂葉皮層、部分輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)皮層、左側(cè)島葉腦區(qū)體積增大;并且Jorge等研究了兩個(gè)感興趣腦區(qū)形態(tài)學(xué)變化的性別差異性，發(fā)現(xiàn)雙相障礙病人的左內(nèi)側(cè)直回腦區(qū)形態(tài)學(xué)變化存在性別差異性，而杏仁核的形態(tài)學(xué)變化無(wú)性別差異性。但目前全腦范圍內(nèi)的形態(tài)學(xué)變化是否存在性別差異還不清楚，而整腦范圍內(nèi)的腦灰質(zhì)分析又能全面了解雙相障礙病人形態(tài)學(xué)變化的性別差異性，具有更好的臨床應(yīng)用前景。在全腦范圍內(nèi)研究不同性別病人的形態(tài)學(xué)變化差異，有助于研究男女病人不同的病理學(xué)機(jī)制，能更好的認(rèn)識(shí)雙相障礙的神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)。
本研究在全腦范圍內(nèi)研究不同性別雙相障礙腦形態(tài)學(xué)變化的異同，采用基于體素的形態(tài)學(xué)分析方法研究不同性別雙相障礙患者的腦灰質(zhì)變化差異，為研究其病理變化機(jī)制提供形態(tài)學(xué)依據(jù)。
1 對(duì)象與方法
1.1 對(duì)象
選用中南大學(xué)湘雅二醫(yī)院精神科門診已確診的雙相障礙患者，入組標(biāo)準(zhǔn)：①符合美國(guó)精神障礙診斷與統(tǒng)計(jì)手冊(cè)第四版(Diagnostic and Statistical Manu?al, Fourth Edition，DSM-Ⅳ)雙相障礙診斷標(biāo)準(zhǔn);②年齡在18到45歲之間;③右利手;④受教育程度在九年及以上;⑤沒(méi)有除雙相障礙以外其他精神疾病史;⑥無(wú)藥物濫用或依賴史;⑦自愿參加整個(gè)實(shí)驗(yàn)并能順利完成，理解研究?jī)?nèi)容，簽署知情同意書。健康對(duì)照入組標(biāo)準(zhǔn)：①年齡在18到45歲之間;②右利手;③受教育程度九年及以上;④沒(méi)有任何精神病史和家族精神病史;⑤所有被試均簽署知情同意書。本研究中分別選擇正常女性和正常男性作為雙相障礙患者女性和雙相障礙患者男性的對(duì)照組。所以，設(shè)計(jì)正常女性-雙相障礙女性、正常男性-雙相障礙男性的對(duì)照實(shí)驗(yàn)，正常女性、雙相障礙女性、正常男性和雙相障礙男性分別26位、26例、25位和24例。
1.2 方法
數(shù)據(jù)采集：采用飛利浦公司生產(chǎn)的3.0T的Gy?roscan超導(dǎo)型磁共振成像掃描儀。在軸向位采集3D高分辨T1加權(quán)結(jié)構(gòu)圖像。采集參數(shù)：重復(fù)時(shí)間(rep?etition time，TR)7.5ms，回波時(shí)間(echo time，TE)3.7ms，翻轉(zhuǎn)角(flip angle，F(xiàn)A)8o，層厚(slice thick?ness)1mm，層間距為0，共有180層，圖像矩陣256×256，視野256mm×256mm。圖像處理與分析：獲得所有被試原始DCIOM數(shù)據(jù)，然后利用MRIcron軟件將原始圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成nii 格式，然后基于MATLAB2011b 軟件平臺(tái)使用SPM8工具包中的VBM8工具進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析。利用VBM8對(duì)T1圖像進(jìn)行處理，首先在原始空間進(jìn)行分割得到個(gè)體空間灰質(zhì)、白質(zhì)、腦脊液組織圖像，然后利用個(gè)體空間分割得到的灰質(zhì)向標(biāo)準(zhǔn)空間的組織概率圖(Tissue Probability Maps，TPMs)進(jìn)行配準(zhǔn)，配準(zhǔn)過(guò)程的變換矩陣作用于分割之前T1加權(quán)像，這樣得到標(biāo)準(zhǔn)空間T1加權(quán)像，然后再進(jìn)行分割配準(zhǔn)，這樣的分割配準(zhǔn)迭代進(jìn)行，直到滿足最后的迭代停止條件，這樣得到標(biāo)準(zhǔn)空間的分割結(jié)果，但是這樣的結(jié)果只能反映組織的密度信息;然后再利用標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程中保存的雅各比行列式對(duì)分割結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，這樣得到標(biāo)準(zhǔn)空間反映組織體積的分割結(jié)果。本次研究選取調(diào)整之后的反映體積信息的標(biāo)準(zhǔn)空間灰質(zhì)圖像作為研究對(duì)象進(jìn)行分析，用半高寬(full-width at half maximization，F(xiàn)WHM)8mm高斯核進(jìn)行平滑，以減小噪聲對(duì)結(jié)果的影響，同時(shí)使得平滑后的數(shù)據(jù)更符合正態(tài)分布，以便于后續(xù)統(tǒng)計(jì)分析。利用SPM8工具包，以調(diào)整后反映組織體積的標(biāo)準(zhǔn)空間灰質(zhì)圖像作為研究對(duì)象，然后基于廣義線性模型(general linear modal，GLM)對(duì)平滑后的灰質(zhì)圖像進(jìn)行逐像素統(tǒng)計(jì)分析。對(duì)女性患者-女性正常人、男性患者-男性正常人進(jìn)行雙樣本t 檢驗(yàn)(clustersize>20，P<0.001)，分別比較兩組患者與正常人腦灰質(zhì)體積，分別得到不同性別雙相障礙患者體積減少的腦區(qū)。根據(jù)顯示結(jié)果給出的體積減少像素點(diǎn)的Talairach坐標(biāo)值，確定雙相障礙組體積減少的具體腦區(qū)。
2 結(jié)果
在基于SPM8的環(huán)境下運(yùn)行，利用VBM8工具包分別對(duì)女性雙相障礙組-女性健康組、男性雙相障礙組-男性健康組進(jìn)行組織分割平滑，對(duì)分割平滑后的灰質(zhì)圖像進(jìn)行雙樣本t 檢驗(yàn)(未校正P<0.001，cluster>20)得到體積減少的腦區(qū)。
3 討論
Luders，Peters等研究者發(fā)現(xiàn)男性整體腦體積明顯大于女性整體腦體積，并且Jorge等研究者也表明在雙相障礙中性別對(duì)全腦灰質(zhì)體積有顯著影響，因此本研究中分別選用正常女性和正常男性作為雙相障礙患者女性和雙相障礙患者男性的對(duì)照組。本研究結(jié)果顯示，與女性對(duì)照組相比，女性雙相障礙患者右側(cè)舌回、右側(cè)楔葉、右側(cè)枕中回、右側(cè)扣帶回后部、右側(cè)中央前后回腦區(qū)體積減少，推測(cè)這些腦區(qū)可能存在萎縮;與男性對(duì)照組相比，雙相障礙男性患者右側(cè)顳上回、右側(cè)顳中回、右側(cè)海馬旁回、右側(cè)額中回、右側(cè)額下回、右側(cè)頂下小葉、右側(cè)小腦后葉體積減少，推測(cè)這些腦區(qū)可能存在萎縮。
既往研究表明，雙相障礙患者存在某些腦區(qū)的病理性萎縮。崔立謙、Godfrey D. Pearlson等研究者發(fā)現(xiàn)雙相障礙患者右側(cè)顳上中回萎縮;并且崔立謙等發(fā)現(xiàn)狂躁型雙相障礙患者右側(cè)顳上中回萎縮，而本研究中多表現(xiàn)為狂躁的男性患者萎縮腦區(qū)中也同樣包括顳上中回。并且王鵬等研究者也發(fā)現(xiàn)雙相障礙患者右側(cè)顳上回、扣帶回后部腦區(qū)萎縮，與本研究結(jié)果一致;Watson等研究者發(fā)現(xiàn)雙相障礙患者右側(cè)楔前葉、右側(cè)楔葉及右側(cè)小腦出現(xiàn)萎縮與本研究結(jié)果一致;也有研究發(fā)現(xiàn)雙相障礙患者前額葉萎縮;周千等研究者發(fā)現(xiàn)雙相障礙患者在枕葉區(qū)域出現(xiàn)功能異常。
以上研究說(shuō)明雙相障礙患者確實(shí)存在萎縮性腦區(qū)，并且萎縮腦區(qū)跟本研究結(jié)果是一致的。除此之外，本研究還發(fā)現(xiàn)雙相障礙患者存在性別差異的分布性萎縮腦區(qū)，女性雙相障礙患者萎縮腦區(qū)多在右側(cè)枕葉、扣帶回后部和中央前后回，而男性雙相障礙患者萎縮腦區(qū)多在右側(cè)顳葉、額葉及小腦后葉。由此得出不同性別雙相障礙患者存在特異性萎縮腦區(qū)。并且不管是男性患者還是女性患者萎縮的腦區(qū)都在右側(cè)，呈現(xiàn)出偏側(cè)性。
研究表明顳葉與情緒化反應(yīng)有關(guān)，且雙相障礙患者在受到情緒詞語(yǔ)刺激時(shí)顳葉皮質(zhì)、扣帶回后部有明顯激活。本研究發(fā)現(xiàn)男性雙相障礙患者右側(cè)顳上中回、海馬旁回以及女性患者扣帶回后部灰質(zhì)體積減少，提示右側(cè)顳上中回、海馬旁回、扣帶回后部可能參與了雙相障礙的病理機(jī)制�？蹘Щ睾蟛客ㄟ^(guò)與杏仁核、額頂葉、海馬旁回多個(gè)腦區(qū)的緊密連接參與機(jī)體情緒調(diào)控和認(rèn)知功能。有眾多研究表明楔葉、楔前葉與情緒控制有關(guān)。近年有眾多研究表明小腦也參與了認(rèn)知處理和情緒控制，并且小腦的功能和結(jié)構(gòu)異常也見于各種精神疾病。女性雙相障礙多表現(xiàn)為抑郁，而男性則多表現(xiàn)為狂躁。不同性別雙相障礙患者萎縮腦區(qū)存在差異，這可能與患者臨床表現(xiàn)存在性別差異有關(guān)。
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