基于彌散張量成像的抑郁障礙患者腦白質網(wǎng)絡拓撲屬性特征及與臨床特征的相關性.pdf

1、目的:首先探討單相抑郁障礙患者腦白質網(wǎng)絡局部和全局拓撲屬性的特征性改變情況，進一步分別研究首、復發(fā)單相抑郁障礙以及單、雙相抑郁障礙患者腦白質網(wǎng)絡連接模式的差異，同時研究這些異常腦網(wǎng)絡影像學指標與臨床特征的相關性，從而探討抑郁障礙患者發(fā)病的神經病理機制。
　　方法:招募抑郁障礙患者，和性別、年齡、受教育程度等相匹配的健康對照者參加研究。所有被試進行3.0T結構(Structural magnetic resonance imagin

2、g，sMRI)和彌散張量成像(Diffusion tensor imaging，DTI)磁共振掃描，并于掃描當天收集所有被試的行為學資料及患者的臨床資料，使用17項漢密爾頓抑郁量表（17-item Hamilton Rating Scale for Depression，HAMD-17）評估患者病情。首先，所有受試的影像學數(shù)據(jù)應用FSL軟件包進行頭動和渦流校正等預處理過程;然后，利用解剖學自動標記模板(Automated anatomi

3、cal labeling, AAL)將整個大腦劃分為90個區(qū)域，同時對全腦白質纖維進行確定性纖維追蹤(Fiberassignment by continuous tracking，F(xiàn)ACT);最后，基于復雜理論方法構建所有受試的腦白質網(wǎng)絡。從以下方法探討:
　　(1)從腦網(wǎng)絡全局拓撲屬性角度，對單相抑郁障礙患者與健康對照者腦白質網(wǎng)絡的小世界屬性值、平均聚類系數(shù)、平均最短路徑長度及節(jié)點的介數(shù)中心度屬性值進行雙樣本t檢驗;同時，將差異

4、腦區(qū)的節(jié)點介數(shù)中心度屬性值與患者的病程進行相關分析。
　　(2)從腦網(wǎng)絡局部拓撲屬性角度，對單相抑郁障礙患者與健康對照者腦白質網(wǎng)絡的節(jié)點連接強度、聚類系數(shù)和局部效率屬值進行雙樣本t檢驗;同時，將差異腦區(qū)的節(jié)點局部效率屬值與患者的疾病嚴重程度進行相關分析。
　　(3)從腦網(wǎng)絡信息傳輸效率角度，對單相抑郁障礙患者與健康對照者腦白質網(wǎng)絡的網(wǎng)絡效率及節(jié)點全局效率屬性值進行雙樣本t檢驗;同時，將差異腦區(qū)的節(jié)點全局效率屬性值與患者的疾病

5、嚴重程度進行相關分析。
　　(4)進一步，按照首發(fā)和復發(fā)因素將抑郁患者分成兩組，分別對首、復發(fā)單相抑郁障礙患者與健康對照者，以及首發(fā)與復發(fā)單相抑郁障礙患者腦白質網(wǎng)絡的節(jié)點度屬性值進行雙樣本t檢驗，同時，將差異腦區(qū)的節(jié)點度屬性值與患者的病程和抑郁發(fā)作次數(shù)進行相關分析。
　　(5)另外，對雙相抑郁障礙患者與健康對照者腦白質網(wǎng)絡的節(jié)點介數(shù)中心度屬性值進行雙樣本t檢驗;同時，將差異腦區(qū)的節(jié)點的節(jié)點介數(shù)中心度屬性值與疾病的嚴重程度進行

6、相關分析。
　　(6)進一步，將抑郁患者分成單、雙相抑郁障礙患者兩組，并且，招募性別、年齡、受教育年限匹配的健康對照者。首先，對三組腦白質網(wǎng)絡節(jié)點全局效率屬性值進行單因素方差分析;然后，分別對單、雙相抑郁障礙患者與健康對照者，以及單、雙相抑郁障礙患者腦白質網(wǎng)絡節(jié)點全局效率屬性值進行雙樣本t檢驗;最后，將差異腦區(qū)的節(jié)點全局效率屬性值與患者的臨床癥狀進行相關分析。
　　所得統(tǒng)計分析所得結果均使用錯誤發(fā)現(xiàn)率(False disco

7、very rate，F(xiàn)DR)方法進行多重比較矯正，獲得有統(tǒng)計學差異的腦區(qū)（FDR矯正后P＜0.05）。
　　結果:
　　(1)單相抑郁障礙患者腦網(wǎng)絡小世界和核心節(jié)點分布屬性與病程的相關性
　　單相抑郁障礙患者組與健康對照組腦結構網(wǎng)絡均具有小世界屬性;單相抑郁障礙患者組右側額上回眶部（P=0.03，F(xiàn)DR校正后）和左側殼核(P=0.02，F(xiàn)DR校正后)介數(shù)中心度屬性值較健康對照組下降;單相抑郁障礙患者組左側海馬介數(shù)中心度

8、屬性值與病程呈負相關（r=-0.50，P=0.016）。
　　(2)單相抑郁障礙患者腦網(wǎng)絡局部屬性與疾病嚴重程度的相關性
　　單相抑郁障礙患者組左側額中回眶部（P=0.03，F(xiàn)DR校正后）和海馬(P=0.02，F(xiàn)DR校正后)以及右側海馬旁回（P=0.02，F(xiàn)DR校正后）局部效率屬性值較健康對照組下降;單相抑郁障礙患者組左側額中回眶部（P=0.00，F(xiàn)DR校正后）聚類系數(shù)屬性值較健康對照組下降;單相抑郁障礙患者組左側額中回眶部

9、局部效率屬性值與HAMD-17總分呈負相關（r=-0.48，P=0.02）。
　　(3)單相抑郁障礙患者腦網(wǎng)絡效率屬性與疾病嚴重程度的相關性。
　　單相抑郁障礙患者組與健康對照組腦網(wǎng)絡分別與相匹配的隨機網(wǎng)絡比較:網(wǎng)絡全局效率均與隨機網(wǎng)絡相似;網(wǎng)絡局部效率均大于隨機網(wǎng)絡。單相抑郁障礙患者組網(wǎng)絡平均全局效率較健康對照組下降(P=0.02)。單相抑郁障礙患者組右側額上回眶部（P=0.04，F(xiàn)DR校正后）和左側顳中回顳極(P=0.0

10、3，F(xiàn)DR校正后)全局效率屬性值較健康對照組下降。單相抑郁障礙患者組右側額上回眶部全局效率屬性值與HAMD-17總分呈負相關(r=-0.46，P=0.02)。
　　(4)首、復發(fā)單相抑郁障礙患者腦網(wǎng)絡節(jié)點度屬性與病程和抑郁發(fā)作次數(shù)的相關性
　　首發(fā)單相抑郁障礙患者組左側殼核度屬性值較對照組下降(P=0.01，F(xiàn)DR校正后);復發(fā)單相抑郁障礙患者組右側背外側額上回(P=0.03，F(xiàn)DR校正后)和左側殼核（P=0.02，F(xiàn)DR校

11、正后）度屬性值較健康對照組下降;復發(fā)單相抑郁障礙患者組右側背外側額上回度屬性值較首發(fā)單相抑郁障礙患者組下降(P=0.04，F(xiàn)DR校正后);抑郁障礙患者組與健康對照組腦網(wǎng)絡核心節(jié)點分布區(qū)域類似，其中左側殼核為兩組共同的核心節(jié)點;抑郁障礙右側背外側額上回度屬性值與抑郁發(fā)作次數(shù)(r=-0.42，P=0.00)、病程(r=-0.41，P=0.00)呈負相關。
　　(5)雙相抑郁障礙患者腦網(wǎng)絡節(jié)點介數(shù)中心度屬性與疾病嚴重程度的相關性

12、　　雙相抑郁障礙患者組左側背外側額上回（P=0.03，F(xiàn)DR校正后）、眶部額下回（P=0.03，F(xiàn)DR校正后）以及扣帶回前部（P=0.03，F(xiàn)DR校正后）介數(shù)中心度屬性值較健康對照組下降，而右側尾狀核（P=0.02，F(xiàn)DR校正后）介數(shù)中心度屬性值較健康對照組上升;雙相抑郁障礙患者組與健康對照組腦網(wǎng)絡核心節(jié)點分布差異主要位于左側前額葉以及枕葉;雙相抑郁障礙患者組左側背外側額上回介數(shù)中心度屬性值與17-HAMD總分(r=-0.52，P=0.

13、03)呈負相關。
　　(6)單、雙相抑郁障礙患者腦網(wǎng)絡節(jié)點全局效率屬性與臨床癥狀的相關性
　　單、雙相抑郁障礙患者組與健康對照組間全局效率屬性值差異有統(tǒng)計學意義的腦區(qū)包括左側扣帶回前部（P=0.00，F(xiàn)DR校正后）以及右側內側額上回（P=0.00，F(xiàn)DR校正后）、尾狀核（P=0.00，F(xiàn)DR校正后）和蒼白球(P=0.00，F(xiàn)DR校正后）。單相抑郁障礙患者組左側內側額上回(P=0.02，F(xiàn)DR校正后)和丘腦（P=0.03，F(xiàn)D

14、R校正后）以及右側內側額上回(P=0.03，F(xiàn)DR校正后)和右側蒼白球(P=0.00，F(xiàn)DR校正后)全局效率屬性值較健康對照組下降。雙相抑郁障礙患者組左側內側額上回(P=0.00，F(xiàn)DR校正后)以及扣帶回前部（P=0.00，F(xiàn)DR校正后）全局效率屬性值較健康對照組下降;而右側尾狀核(P=0.04，F(xiàn)DR校正后)全局效率屬性值較健康對照組上升。雙相抑郁障礙患者組左側扣帶回前部全局效率屬性值較單相抑郁障礙患者組下降（P=0.02，F(xiàn)DR校正

15、后）;而右側尾狀核（P=0.03，F(xiàn)DR校正后）以及蒼白球（P=0.04，F(xiàn)DR校正后）全局效率屬性值較單相抑郁障礙患者組上升。單相抑郁障礙患者組左側扣帶回前部全局效率屬性值與焦慮軀體化因子分(r=-0.43，P=0.04)呈負相關。雙相抑郁障礙患者組右側內側額上回和尾狀核全局效率屬性值分別與焦慮軀體化因子分(r=-0.49，P=0.04)以及阻滯因子分(r=-0.56，P=0.02)呈負相關;而右側內側額上回全局效率屬性值與發(fā)病年齡（