精神分裂癥影像學的分析范文

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1功能性磁共振成像

fMRI是通過探測BOLD信號的改變，發(fā)現(xiàn)腦組織區(qū)域內(nèi)因神經(jīng)元活動度不同導致的脫氧血紅蛋白相對含量的變化，進而推測大腦神經(jīng)活動的成像方法；可將神經(jīng)代謝活動檢測與高分辨率MRI相結(jié)合，對神經(jīng)元活動進行準確定位，可重復(fù)性較好，無創(chuàng)，能將神經(jīng)病理、病生理分子機制和心理學、行為學現(xiàn)象聯(lián)系起來，已成為研究精神分裂癥的重要方法。fMRI包括基于任務(wù)相關(guān)的fMRI和靜息態(tài)fMRI兩種。基于任務(wù)相關(guān)的fMRI的腦功能研究是基本研究手段，通過合適的實驗任務(wù)刺激受試者，進而檢測參與任務(wù)的腦區(qū)激活狀態(tài)；研究者可通過任務(wù)刺激時掃描所得的激活區(qū)圖來進一步評價患者腦功能狀態(tài)是否存在異常。早期fMRI研究中，靜息狀態(tài)被一致認為是腦的一種穩(wěn)定狀態(tài)，但后來很多實驗結(jié)果出現(xiàn)“負激活”，提示人腦在靜息狀態(tài)下的活動可能并不是無序的、可忽略的，并由此發(fā)展出了獨立的靜息狀態(tài)研究。Biswal等于1995年發(fā)現(xiàn)人腦靜息狀態(tài)下左右半腦主運動區(qū)BOLD信號的“慢波振蕩”。Cordes等發(fā)現(xiàn)靜息狀態(tài)人腦運動系統(tǒng)、聽覺系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)內(nèi)部均存在顯著功能連接。Yu等研究發(fā)現(xiàn)靜息態(tài)腦組織間的功能連通性可作為分類特征來區(qū)分精神分裂癥患者及其健康的兄弟姐妹和健康對照組。楊桂芬等指出，精神分裂癥患者工作記憶編碼、維持和提取成分的一些執(zhí)行腦區(qū)皮層效率功能低下。通過靜息態(tài)fMRI研究，有望了解精神分裂癥患者是否存在腦功能活動狀態(tài)的基線水平異常。

2DTI

DTI是一種新型MR成像技術(shù)，通過水分子的彌散情況，間接評價腦白質(zhì)的結(jié)構(gòu)完整性，還可無創(chuàng)顯示腦組織深部白質(zhì)纖維束的走行。理想環(huán)境下，水分子的布朗運動在各個方向概率相同，即彌散的各向同性，但在神經(jīng)組織內(nèi)，水分子沿纖維走行方向彌散比與之垂直方向更容易，這種現(xiàn)象稱為各向異性彌散，軸突及其周圍髓鞘是腦組織內(nèi)各向異性形成的主要因素。獲得DTI圖像最常用單次激發(fā)擴散加權(quán)EPI，其具有速度快、可抑制運動偽影的優(yōu)點，但對于圖像失真很敏感［17］。2006年，新的線掃描擴散成像（line－scan－diffusion－imaging，LSDI）技術(shù)問世。DTI參數(shù)中，方向至少為6個，方向數(shù)目越多，最終數(shù)據(jù)的準確性越高；激勵次數(shù)越多，圖像的信噪比越高，但都將需要更多掃描時間。高空間分辨率DTI掃描可提供精細的可視化三維白質(zhì)纖維束模擬圖形，并將纖維重建的信息獲取范圍從單個像素點擴展至全部掃描范圍。一個像素內(nèi)的各向異性信息是內(nèi)部多重結(jié)構(gòu)對水分子彌散的總和，反映其內(nèi)白質(zhì)纖維最主要的方向特點。采用圖像像素顯示法，配合勾勒ROI或VBM半自動分析，可以計算掃描范圍內(nèi)任意區(qū)域的ADC值、FA值等，后者反映目標區(qū)域的腦組織的彌散特性，可能提示潛在的白質(zhì)結(jié)構(gòu)完整性改變。DTI的定量分析法同樣包括ROI測量和VBM半自動測量，近十年來應(yīng)用VBM法的研究較多。1994年，Basser等提出DTI技術(shù)可無損、定量測量腦組織中水的彌散各向異性。此后DTI廣泛應(yīng)用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的組織形態(tài)學與病理學細微分析中，已在精神分裂癥的腦組織研究中發(fā)揮著越來越重要的作用，可為精神分裂癥的神經(jīng)病理生理學研究提供直接或間接依據(jù)。較早期DTI的研究重點是大范圍的白質(zhì)區(qū)域組間對比及量化，而非更加特異的纖維解剖結(jié)構(gòu)。隨著VBM的更多應(yīng)用，比較常見的陽性結(jié)果包括扣帶回、弓狀纖維以及其他多條纖維FA值下降，而諸如胼胝體、額葉大范圍白質(zhì)的統(tǒng)一陽性結(jié)果較少。目前雖有眾多研究發(fā)現(xiàn)精神分裂癥患者存在腦白質(zhì)纖維FA值等數(shù)值改變，但尚不能將其與軸突損傷、局部軸突密度減少、軸突直徑改變、髓鞘缺損、纖維束走行改變等神經(jīng)病理學微觀結(jié)構(gòu)改變密切結(jié)合。近些年亦有學者將DTI技術(shù)用于研究精神分裂癥患者的小腦結(jié)構(gòu)及鉤束。

3MRS

MRS是一種可以觀察腦區(qū)物質(zhì)能量代謝、分析其生理生化改變的非侵襲性影像學方法，其用于精神分裂癥研究始于20世紀90年代，現(xiàn)已取得了一定成績，并已從分析單個腦區(qū)生化物質(zhì)代謝轉(zhuǎn)向多個腦區(qū)共同分析。臨床較常用的MRS方法是MR質(zhì)子波譜（1H－MRS）和MR磷波譜（31P－MRS）。1H－MRS的臨床應(yīng)用技術(shù)最成熟，應(yīng)用也最方便、最廣泛，主要集中在觀察代謝物質(zhì)NAA絕對量及NAA／Cr值。盡管目前活體MRS在精神分裂癥中的應(yīng)用多為橫向研究，但已充分證實精神分裂癥患者存在腦部生化異常，值得進一步研究。其應(yīng)用前景主要包括：①長期縱向跟蹤隨訪；②驗證各種假說；③新的波譜成像技術(shù)，如3DMRSI有助于識別重要腦區(qū)，且在結(jié)構(gòu)正常時對腦區(qū)進行定位；④分析精神分裂癥亞型與生化代謝改變的相關(guān)性。MRS在精神分裂癥中的研究處于初始階段，但活體MRS為研究精神分裂癥病理生理學機制提供了新的方法，將對預(yù)防和治療精神分裂癥起到重要作用。

4PET

PET能夠借助不同的示蹤劑定性、定量分析大腦血流灌注情況及代謝活性，確定人腦中重要神經(jīng)遞質(zhì)的分布，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于精神分裂癥的病理生理學機制及神經(jīng)生化研究，主要包括多巴胺能神經(jīng)遞質(zhì)及受體研究、5－羥色胺受體分布研究以及認知功能障礙等方面，其中以多巴胺能神經(jīng)遞質(zhì)及受體研究較為多見。精神分裂癥多巴胺假說認為，精神分裂癥患者同時存在前額葉皮層多巴胺功能低下和皮層下多巴胺功能亢進，皮層下多巴胺釋放增加致使多巴胺D2受體刺激增加、出現(xiàn)陽性癥狀，而陰性癥狀和認知缺陷是由額葉皮層多巴胺D1受體刺激的減低引起的。Kosaka等應(yīng)用多巴胺D1受體的放射性配體顯像劑檢測存在陰性癥狀的慢性精神分裂癥患者的多巴胺的D1受體結(jié)合力，發(fā)現(xiàn)其紋狀體和額葉皮層的多巴胺D1受體結(jié)合力明顯低于健康對照組。Buchsbaum等將未經(jīng)藥物治療的15例精神分裂癥患者的PET圖像與MRI融合，與15名健康對照者進行比較，發(fā)現(xiàn)除紋狀體外，患者丘腦、杏仁核、扣帶回及顳葉皮層的多巴胺D2／D3受體結(jié)合力亦明顯減低，以丘腦減低程度最大，D2受體水平僅為紋狀體的10％。最新的多巴胺理論還強調(diào)分子遺傳學和環(huán)境因素對精神分裂癥也有一定影響。綜上所述，精神分裂癥是一種病因未明、嚴重影響患者生活質(zhì)量、給家庭及社會帶來一定危害的精神疾病；影像學的發(fā)展大大豐富了對精神分裂癥患者顱腦異常的認識，可為揭示其神經(jīng)病理變化提供基礎(chǔ)；上述影像學手段聯(lián)合應(yīng)用，有助于全面分析精神分裂癥患者的神經(jīng)病變。

作者：劉晉林敬暉洪楠單位：北京大學人民醫(yī)院放射科