功能性消化不良患者大脑结构和功能异常研究

发布时间：2020-05-28 20:20

【摘要】：功能性胃肠病，指的是具有复发性或慢性消化道症状，而没有生化和结构异常的一组症状，其在世界范围内有着很高的发病率。功能性胃肠病不仅影响人们的日常生活质量，而且由此产生的医疗费用也是非常高昂的，它已经成为一个严重的社会问题。据一项流行性病学调查研究指出，约有23.5%的中国人患有功能性胃肠病。然而，功能性胃肠病的治疗一直以来是医学界的一个难题，究其原因是其发病机理至今尚不明确。近些年的研究表明，脑-肠轴交互的紊乱在功能性胃肠病的病理生理学中起到了关键作用。根据罗马III诊断标准，功能性胃肠病可分为功能性消化不良、肠易激综合症以及功能性胸痛等。研究人员利用正电子断层成像技术发现，功能性胃肠病包括功能性消化不良和肠易激综合症患者不仅对胃肠刺激加工中出现异常，而且静息态大脑活动也出现异常。同样，利用磁共振成像技术，研究人员还发现肠易激综合症患者的大脑结构也出现异常。然而，利用磁共振成像技术对功能性消化不良患者大脑活动异常进行研究的报道非常少。和正电子断层成像等相比，磁共振成像具有无创、无放射性等优点，而且成像成本相对较低。此外，利用结构共振成像以及弥散张量成像等可以研究功能性消化不良患者的大脑结构变化。因此，本论文主要采用磁共振成像技术对功能性消化不良患者的中枢异常进行研究，所取得的主要研究结果和创新点如下： 1.功能性消化不良患者大脑白质微结构异常研究。本研究通过采用弥散张量成像，对功能性消化不良患者大脑白质微结构异常进行了研究。我们采用基于骨架的空间统计分析对功能性消化不良患者和正常被试的弥散张量参数包括各向异性值、平均弥散率、轴向弥散率和径向弥散率进行比较。研究发现，功能性消化不良患者在多处白质纤维存在较高的各向异性值并伴随有较低的平均弥散率和径向弥散率，这些脑区包括双侧前放射冠、胼胝体（体和膝）、外囊、内囊晶状体，右侧丘脑后放射，双侧矢状层和右侧上纵束。弥散张量参数的这种变化模式可能由多种原因导致，而本研究的结果暗示了功能性消化不良患者可能存在大脑结构连接的增强。情绪因素，如焦虑和抑郁，在功能性消化不良的发生和发展中起到了重要作用。为了讨论情绪因素对本文中观察到的白质结构异常的影响，我们进一步讲焦虑和抑郁作为回归因素考虑之后重新进行组间弥散张量参数的比较。结果发现多处白质差异消失，该结果进一步说明了情绪因素在功能性消化不良病理机理中的重要作用。据我们所知，该研究为第一个功能性消化不良患者白质微结构异常的弥散张量影像学研究。 2.功能性消化不良患者半脑间功能连接度异常研究。本研究采用静息态功能连接度的方法，对功能性消化不良患者半脑间的功能连接进行了研究。研究发现功能性消化不良患者在脑岛、前额叶以及丘脑等脑区均出现了半脑间功能连接度的增强。本研究首次对功能性消化不良患者脑区间功能连接度异常进行了初步的探索性研究，这些发现将有助于我们理解功能性消化不良患者中枢敏感化的神经机制。 3.功能性消化不良患者静息态低频振幅异常研究。本研究采用功能磁共振成像技术对功能性消化不良患者静息态低频振幅进行了研究。我们的研究发现，功能性消化不良患者脑岛、脑干和小脑分数低频振幅显著增高。紧接着，我们分别选取功能性消化不良患者分数低频振幅增强的脑区作为感兴趣区进行种子点相关的全脑功能连接度分析。结果表明，和正常被试相比，功能性消化不良患者的右侧小脑和多处脑区包括脑干、双侧小脑、旁海马、海马、苍白球、壳核以及丘脑之间的功能连接度显著增强。最后，我们还发现脑岛的分数低频振幅和患者病重显著相关。本研究结果进一步揭示了功能性消化不良患者大脑功能活动异常，并且可能在疾病的发展中起到了重要作用。 4.神经同步性在正常被试中的功能初步研究。前面的几个研究表明，功能性消化不良患者不仅大脑结构连接可能增强，而且功能连接也出现异常。因此，我们推测患者大脑的神经同步性可能出现了异常，而脑电图是测量神经同步性的一种非常有效的手段。在本研究中，我们首先采用脑电图技术对正常人的神经同步性进行初步探索。我们发现，大脑的神经同步性和人的认知表现是相关的，，这进一步说明了其存在的神经生理意义。我们希望在未来的研究中，将磁共振成像和脑电图进行有效的结合，从而能更好的揭示功能性消化不良患者中枢异常尤其是神经同步性异常在疾病的发生和发展中所起的作用。
【图文】：

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功能性消化不良患者大脑结构和功能异常研究叶、双侧颞上回、双侧小脑以及左侧颞下回（图 1.1）[94]。但是，和近端胃刺激在正常人中引起的大脑激活不同[9 7]，刺激没有在功能性消化不良患者中激活疼痛调节的重要脑区如丘脑、脑岛和前额叶，该结果说明了内脏敏感化的功能性消化不良患者的下行疼痛调节通路可能出现了异常[ 94]。

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图 1.2 胃膨胀刺激引起的功能性消化不良患者大脑激活脑区。（a）正激活脑区（刺激 > 基线）；（b）负激活脑区（刺激 < 基线）。图片摘自[94]功能性消化不良患者在胃肠刺激下的大脑异常活动也同样被Van Oudenhove与其同事的另外一项研究证实。[93]。Van Oudenhove等人发现胃膨胀刺激显著激活了功能性消化不良患者的双侧腹内侧前额叶、左侧额极（眶额部皮质中线部）、双侧SI/SII、左侧颞极、双侧小脑以及双侧脑岛等脑区（图 1.2）[9 3]，这些结果和正常人中研究发现一致[ 97]，也和前面提到的Vandenberghe等人的发现一致[ 94]。但是，不同于正常被试中的研究结果，胃膨胀刺激没有能够激活功能性消化不良患者的扣带回[9 3]。另一方面，在多处脑区观察到胃膨胀刺激引起的功能性消化不良患者的大脑负激活，这些脑区包括双侧顶叶、枕叶和后颞叶区域、海马、杏仁核、中央前/后回，右侧背外侧前额叶，左侧腹/背中部前额叶以及内侧眶额叶等[9 4]。功能性消化不良患者不仅对胃肠刺激存在异常的大脑响应，即使在静息态下患者的大脑活动也不同于正常被试。Van Oudenhove等人研究还发现，在期望胃膨胀或基线状态下，功能性消化不良患者枕叶的的糖代谢水平比正常被试高，而在脑岛、初级/
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R445.2;R57

【参考文献】