原发性失眠患者结构缺陷脑区的异常功能连接

发布时间：2020-11-03 16:31

　　 失眠症是临床上最普遍的睡眠障碍,其特征是难以入睡以及保持睡眠困难,半夜频繁醒来,清晨过早苏醒。失眠的发病率高,其中30～50%的普通人群就存在失眠症状,并且发病率呈上升趋势。原发性失眠是指失眠至少持续一个月以上,并非由其它的精神疾患、身体的疾病、物质药物使用、或其它特定的睡眠疾患所引发的失眠。原发性失眠对患者的生活质量、身体损伤、以及医疗费用的增加产生了广泛的影响。更重要的是,失眠被认为是引发其他精神疾病的潜在因素,如抑郁症。先前的研究表明,失眠症患者患抑郁症的几率大约是正常睡眠者的10倍,大约90%的抑郁症患者也患有失眠症。失眠已被公认为是个全球性的严重问题,对失眠的神经生物学机制的研究刻不容缓。在过去的几十年里,对失眠的结构学和静息态分析分别有很多的研究,发现原发性失眠、与大脑结构的变化以及脑区功能的异常有关。但单模态的研究存在局限性,因此本文进行多模态的结合,试图探索失眠患者灰质体积变化脑区的异常功能连接。运用的方法是基于体素的形态学分析(VBM)和静息态功能连接(RSFC)相结合。选用33个原发性失眠患者以及38个性别,年龄相匹配的健康对照组。先用VBM的方法分析两组被试之间大脑灰质体积的变化,把灰质体积变化的脑区当做种子点。提取出种子点的平均时间序列,计算与全脑的功能连接值,得出原发性失眠患者异常的功能连接脑区,最后把影像学结果与行为学量表分数做皮尔逊相关性分析。结果发现原发性失眠患者左侧背外侧前额叶皮质(DLPFC)、左侧眶额叶皮质(OFC)、双侧额叶中(MFC)、右侧额叶下回(IFG)和左侧颞下回灰质体积减少。右侧MFC的灰质体积与睡眠自评量表(SRSS)评分呈负相关,右侧IFG的灰质体积与失眠严重程度指数(ISI)评分呈负相关。选择右侧MFC和右侧IFG作为静息态功能连接分析的感兴趣区域(ROIs)。发现与健康对照组相比,原发性失眠患者右侧顶叶下回(IPC)与右侧MFC、左侧OFC与右侧IFG之间RSFC减弱。右侧MFC与右侧IPC之间的RSFC与SRSS评分呈负相关,右侧IFG与左侧OFC之间的RSFC与ISI评分呈负相关。本研究通过结合结构和功能模态信息研究原发性失眠,希望为原发性失眠的特征提供新的见解。
【学位单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：R740
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内蒙古科技大学硕士学位论文-16-等优势。同时VBM这个方法在应用中也存在相应的局限性，由于最后统计体素时要先进行标准化和分割等一系列预处理，当某些局部区域由于模板匹配没那么精确，配准效果不好时最后可能会导致统计结果中出现组间系统性的脑区形态差异。再加上分割时灰白质与脊髓液之间的边界体素量相差不大，可能会出现伪影，最终也会影响统计结果[68]。VBM方法存在圆度问题，因为配准需要初始的组织分类，反之亦然。并且在对一些微小复杂脑区结构的识别上VBM方法表现也不是很完美。基于SPM8的VBM在此基础上对一种通过指数幂代数的二形解剖配准（DARTEL）的配准方法进行改进，因此，基于SPM8的VBM的方法在支持整个迭代统一模型的精确对象间对齐和分割性能等多方面能提供更准确的定位。图2.1是VBM方法的步骤示意图，清楚的说明了该方法的处理过程。图2.1VBM方法步骤示意图2.3.2功能磁共振（fMRI）分析功能磁共振成像(fMRI)是近些年来发展迅猛的一种新兴的神经影像学成像方式，在1990年，刚开始是贝尔实验室的日本科学家小川诚二报道了血氧饱和度水平BOLD成像机制。其原理主要就是对BOLD信号的采集，它根据磁场的不均匀性对衰减信号进行测量。通过磁共振设备来测量大脑神经元活动所引发的血液动力的改变，从而生成反映脑血流变化的图像。功能磁共振成像能通过实时检测BOLD信号从而描绘出活体大脑组织活动的空间和时间位置。大脑功能图像的成像虽然是一种非介入的技术，但能对所需脑区进行准确可靠的空间定位，具有很高的空间分辨率，同时能用各种方式对人体进行反复扫描[69]。在过去，临床对功能性的检查主要是依靠PET，SPECT注射同位素进行跟踪。近年来随着磁共振成像技术的迅猛发展，fMRI不断的成功应

内蒙古科技大学硕士学位论文-24-图3.1结构图像VBM结果分析（P<0.05，经过了FWE校正）图3.1说明与对照组相比，原发性失眠（PI）患者在大脑脑区呈现了不同程度的灰质体积减少，尤其在左侧背外侧前额叶皮质（DLPFC）、左侧眶额叶皮质（OFC）、双侧额叶中回（MFC）、左侧颞下回、右侧额下回（IFG）这些脑区。但本研究没有发现PI患者有脑区灰质体积有明显增加。之前的脑影像研究已经发现原发性失眠患者存在大脑结构和功能的改变。基于体素的形态学分析发现原发性失眠患者在背外侧前额叶的灰质体积减少。众所周知，前额叶区域参与高阶认知功能，包括决策和执行能力[70]。决策对睡眠剥夺非常敏感。一项研究要求PI患者对警惕性任务做出决定，发现失眠症患者比正常对照组表现得更慢。额中回是默认模式网络的一个重要节点脑区，与睡眠的开始和维持有关，也被证实了与情绪调节相关，并可能是帕金森病研究证明的抑郁症状发展的一个重要因素。因此，失眠状态可能与额中皮质灰质体积异常有关，从而引起认知和情绪功能障碍。此外，最近的研究发现额下回是原发性失眠的重要脑区，斯托弗斯等人在一批表现出早上苏醒过早的失眠症状的独立样本中发现左侧额下回灰质密度较低。一项荟萃分析涉及从快速眼动睡眠到觉醒的激活的比较研究中报告称在快速眼动睡眠期间额下回的激活持续降低。吴等人应用正电子发射断层扫描记录发现，睡眠剥夺后额下回和额中回的葡萄糖代谢显著降低。此外，在短期睡眠剥夺后，额下回左三角的血氧水平依赖性信

内蒙古科技大学硕士学位论文-26-比，右侧额中回与右侧顶下回之间的功能连接显著减弱。除此之外，右侧额下回与左侧眶额叶之间的功能连接也呈现减弱的趋势。经过了FWE校正（p<0.05）。图3.2静息状态功能连接（RSFC）分析（p<0.05，经过了FWE校正）我们选择右侧额中回（MFC）和右侧额下回(IFG)作为感兴趣区（ROIs），提取出平均时间序列与全脑计算功能连接值。如图3.2所示，本文发现原发性失眠患者右侧MFC和右侧顶叶下回（IPC），右侧IFG和左侧眶额叶皮质（OFC）之间RSFC降低（A）。经过皮尔逊相关性分析发现右侧MFC与右侧IPC之间的RSFC与睡眠自测量表（SRSS）评分呈负相关。原发性失眠患者右侧IFG和左侧OFC之间的RSFC与失眠严重程度量表（ISI）评分呈负相关（B）。顶下回作为默认模式网络的一个重要节点，是一个大而异质的区域。以往的睡眠剥夺研究发现，在睡眠剥夺72小时后，顶下回区域的自发活动与其他默认模式网络亚区的连接方式会出现异常[55]。默认模式网络被定义为任务消极网络，包括额中回，楔前叶，颞下回以及顶叶部分脑区。在静息态下，这些大脑区域比那些在任务态激活的脑区会产生更活跃的脑部网络活动。与清醒状态的维持，情景记忆的外向性，对周围环境的监控和自省，认知与情绪的相互作用有关。霍洛维茨等人发现在深度睡眠或部分睡眠剥夺后，顶下回与额中回之间的静息态功能连接降低[74,75]。这些研究可能提示顶下回在睡眠障碍中具有异常的自发活动和连接性。许多研究证实原发性失眠患
【参考文献】

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1 林玲;刘娟;蒋晓江;;慢性失眠症认知行为治疗研究进展[J];神经疾病与精神卫生;2014年03期

2 邹利光;;MRI成像技术的进展及临床应用[J];第三军医大学学报;2008年16期

3 张坤毅;;核磁共振(MRI)的成像原理与临床应用[J];中国医疗设备;2008年05期

4 冯晓源;;MRI技术发展十年回顾[J];上海生物医学工程;2006年02期

5 胡熙宁;MRI快速成像技术原理及发展趋势[J];医疗装备;2001年12期

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1 吴漾;核磁共振成像系统中的梯度放大器研究[D];西南交通大学;2016年

2 张晓琦;原发性失眠患者脑结构及静息态脑功能连接的磁共振研究[D];郑州大学;2014年

3 马国重;抑制脑皮质过度觉醒治疗慢性失眠症的临床研究[D];第三军医大学;2013年

本文编号：2868815