基于靜息態(tài)功能磁共振成像的創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙腦連接研究.pdf

1、創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙（post-traumatic stress disorder，PTSD）是在個體經(jīng)歷了重大創(chuàng)傷事件后所產(chǎn)生的一種精神障礙。機(jī)動車事故是一種常見的創(chuàng)傷性事件，據(jù)報道其引起的PTSD患病率約在25％~33%。PTSD主要癥狀包括對創(chuàng)傷事件的回避，反復(fù)體驗和高喚醒。雖然關(guān)于PTSD的臨床癥狀診斷比較成熟，但是其病理生理機(jī)制還不是很清楚。近些年來，隨著功能磁共振成像（functional magnetic resonance i

2、maging，fMRI）的興起與其技術(shù)的發(fā)展，為探測PTSD病理生理機(jī)制提供了有效的途徑。本文以靜息態(tài)功能磁共振成像為載體，以大腦功能連接分析方法應(yīng)用為主線，通過在局部與全局不同連接水平，以及功能連接與效應(yīng)連接不同測量方式上對PTSD患者的大腦功能網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測量與分析，在網(wǎng)絡(luò)層面上探測PTSD患者的神經(jīng)病理生理機(jī)制。本文的主要研究工作包括以下四個部分：
　　第一部分，通過使用基于種子點功能連接方法探索 PTSD患者靜息態(tài)異常功能連接

3、。根據(jù)先前的研究結(jié)果，我們選取雙側(cè)腦島各三個腦島亞區(qū)作為種子點，通過皮爾遜相關(guān)計算探測種子點與全腦體素的功能連接強(qiáng)度，探索 PTSD患者腦島各個亞區(qū)的功能連接的異常。其中選取的種子點包括雙側(cè)腹側(cè)前腦島、背側(cè)前腦島和后部腦島。結(jié)果顯示，與健康對照組相比，PTSD患者在左側(cè)腹側(cè)前腦島與前扣帶皮層中表現(xiàn)出顯著降低的功能連接。此外，PTSD患者在右側(cè)后腦島與左側(cè)下頂葉和中央后回也表現(xiàn)出顯著降低的功能連接。該結(jié)果表明腦島在 PTSD中有著非常重要

4、的作用，并且為研究PTSD病理生理機(jī)制提供了新的見解。
　　第二部分，使用獨(dú)立成分分析（independent component analysis，ICA），在“全局”水平上研究PTSD患者大腦靜息態(tài)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部和網(wǎng)絡(luò)間大腦功能連接的異常。通過 ICA分析，我們選取了八個網(wǎng)絡(luò)，分別為：聽覺網(wǎng)絡(luò)、視覺網(wǎng)絡(luò)、感覺運(yùn)動網(wǎng)絡(luò)、前部默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)、后部默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)、突顯網(wǎng)絡(luò)和雙側(cè)執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與健康對照被試相比，PTSD患者在聽覺網(wǎng)絡(luò)、感覺運(yùn)

5、動網(wǎng)絡(luò)、前部默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)和后部默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)以及突顯網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有顯著的功能連接異常。此外，PTSD患者還表現(xiàn)出突顯網(wǎng)絡(luò)和后部默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)間功能連接的異常。該研究旨在從整體水平上研究 PTSD患者腦網(wǎng)絡(luò)的異常，發(fā)現(xiàn)PTSD患者腦網(wǎng)絡(luò)的連接異常是廣泛的并且具有選擇性的。
　　第三部分，我們使用一種快速的基于體素的數(shù)據(jù)驅(qū)動方法—功能連接密度（functional connectivity density，F(xiàn)CD）分析探測PTSD患者的短程功能連接密度（s

6、hort-range FCD）和長程功能連接密度（long-range FCD）的異常。首先，我們使用數(shù)據(jù)驅(qū)動的方法計算了 PTSD患者與健康對照組的短程和長程功能連接密度圖譜，通過對比分析，結(jié)果顯示PTSD患者的長程功能連接密度在左側(cè)背外側(cè)前額葉皮層有顯著升高，但是沒有發(fā)現(xiàn)短程功能連接密度存在異常。進(jìn)一步，我們將背外側(cè)前額葉作為種子點，通過基于種子點的功能連接分析方法探究 PTSD患者功能網(wǎng)絡(luò)的異常。相比于健康對照，我們發(fā)現(xiàn)PTSD患

7、者左側(cè)背外側(cè)前額葉與左側(cè)頂上小葉，雙側(cè)枕上回，以及雙側(cè)楔葉功能連接顯著增強(qiáng)。本研究表明PTSD患者在額葉-頂葉環(huán)路和額葉-枕葉環(huán)路功能連接存在異常。
　　第四部分，我們使用效應(yīng)連接和單變量識別分析方法探索 PTSD患者的病理生理機(jī)制。我們選擇前扣帶皮層亞區(qū)為種子點，包括膝前前扣帶皮層、喙部前扣帶皮層和背側(cè)前扣帶皮層作為種子點。首先使用格蘭杰預(yù)測分析方法，研究前扣帶皮層亞區(qū)和其它腦區(qū)間的效應(yīng)連接。研究結(jié)果表明，與健康被試相比, PT