中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)

2

,

006

年第

22

卷第

7

期

#ChinJMedImainechnol2006

,

Vol22

,

No7

gg

T

·

971

·

Investiationonthemechanismofdeerainstimulationintreatment-resistant

gp

b

:

obsessive-comulsivedisorderbiffusiontensorimaina

p

reliminarstud

py

d

ggyy

"ZHOUYan

,

SHENJia-lin

,

ZHUJionLILei

,

XUJian-ron

g

,

g

(

DeartmentoadioloReniHositalAiliatedtoShanhaiJiaoTonniversitedicalSchool

,

pf

R

gy

,

jpffgg

U

y

M

Shanhai200127

,

China

)

g

]

[

Abstractbectiveoinvestiatethewhitematterabnormalitiesin

p

atientswithtreatment-resistantobsessive-comul-

#O

#T

gp

j

,

OCD

)

bomarinhediffusiontensorimaesbeforeandafteroerationandtromakefurtherunder-sivedisorder

(

y

c

pg

t

gpy

t

ethodsevenadult

p

atientsstandinfthemechanismofdeerainstimulationoftheanteriorlimbofinternalcasule.M

#S

g

o

p

b

p

receivedthedeerainstimulationintheanteriorlimbofinteralcasulesandunderwentMRexamination

p

re-and

p

ost-oer-

p

b

pp

-basedreionofinterestbasedanalsiswas

p

erformedforthemeandiffu-

py

o

gy

MD

)

andfractionalanisotroFA

)

valueinvariouswhitematterlocatiinthebrain.A

p

aired-tteststatisticswas

sion

(

py

(

erformedforthese

p

arameterscomarinhe

p

reand

p

sherewassinificantreductioninFAandin-

#T

gppg

t

g

,,,

creasininMDinthefrontallobeticall

gppgy

sinificasionheseevidencessu-

#T

gggpgg

estthatthemechanismofdeerainstimulationintreatinreatment-resistantOCDmaerelatedtodestroinhefunc-

gp

b

g

t

y

b

yg

t

tionoffibersinthefrontallobesandcinulatesfasciculus.

g

[];;;

KeordsiffusiontensorimainElectricstimulationInternalcasuleObsessivecomulsivedisorder

#D

ggpp

y

w

運(yùn)用擴(kuò)散張量成像技術(shù)初步探討腦深部電極刺激

治療難治性強(qiáng)迫癥的治療機(jī)理

周

#滟,沈加林,朱

#炯,李

#磊,許建榮"

(上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院放射科,上海

#2

)

00127

[摘

#要]

TI

技術(shù)比較

7

例難治性強(qiáng)迫癥患者術(shù)前和術(shù)后腦白質(zhì)的改變來(lái)探討內(nèi)囊前肢腦深部電極刺激的

#目的

#運(yùn)用

D

治療機(jī)理。方法

#7

例接受內(nèi)囊前肢腦深部電極刺激手術(shù)的難治性強(qiáng)迫癥患者術(shù)前和術(shù)后分別行

3

進(jìn)

TMRI

和

DTI

檢查,

和平均擴(kuò)散率(值比較,并進(jìn)行配對(duì)

t

檢驗(yàn)。結(jié)果

#在雙側(cè)額葉前部、內(nèi)囊前肢、

行以體素為基礎(chǔ)的部分各向異性

(

FA

)

MD

)

橋腦前上部和扣帶回前部發(fā)現(xiàn)了明顯的

F

除了扣帶回的

MD

值外其余部位的數(shù)值改變均具有統(tǒng)

A

值下降和

MD

值增高,

計(jì)學(xué)意義。結(jié)論

#深部腦電極刺激可能是通過(guò)破壞扣帶回和額部的白質(zhì)纖維素來(lái)達(dá)到治療目的的。

[關(guān)鍵詞]

#擴(kuò)散張量成像;電刺激;內(nèi)囊;強(qiáng)迫癥

[中圖分類號(hào)]文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]文章編號(hào)]()

445.2

;

R749.99

#[

07-0971-04

#R

#A

##[

#1

,

O

是以強(qiáng)迫

obsessive-comulsivedisorderCD

)

##強(qiáng)迫癥(

p

觀念和強(qiáng)迫動(dòng)作為主要表現(xiàn)的一種神經(jīng)癥,表現(xiàn)為反復(fù)地、不

合理地?fù)?dān)憂,并不得不通過(guò)行為來(lái)抵消所擔(dān)憂的危險(xiǎn)以得到

1-3

]安心。國(guó)外報(bào)道其患病率為

2%

～

3%[,常用的治療手段

為一種常用的神經(jīng)科手術(shù),腦深部刺激法(

deerainstimu-

p

b

,)目前已經(jīng)應(yīng)用于帕金森病、癲癇、原發(fā)性震顫和

lationDBS

肌張力障礙等疾病,并已取得很好的療效,有文獻(xiàn)提出內(nèi)囊前

6-8

]肢深部電刺激可以治愈難治性強(qiáng)迫癥[,但是其原理一直未

為藥物治療和心理治療

,但是仍有近

30%

的病人對(duì)常規(guī)治療

3-6

]效果很差,其中部分患者需要接受神經(jīng)科手術(shù)的療法[。作

得到完全闡明

,有作者認(rèn)為可能是通過(guò)激活或抑制特定神經(jīng)

8-10

]元的活性或連接它們的纖維束來(lái)達(dá)到治療的目的[。本文

研究的目的是采集難治性

OCD

患者

DBS

術(shù)前和術(shù)后的磁共

[作者簡(jiǎn)介]周滟(,女,浙江定海人,博士在讀,主治醫(yī)師。

1973-

)

:

E-mailclare1475

@

[通訊作者]許建榮,上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院放射科,

:

200001

。

@

o

m

[收稿日期]修回日期]

2006-05-16

##[

2006-06-26

振擴(kuò)散張量成像圖(,

D

),在計(jì)算

diffusiontensorimainTI

gg

機(jī)上經(jīng)頭顱標(biāo)準(zhǔn)化后通過(guò)對(duì)全腦的各向異性圖(

fractional

,和平均擴(kuò)散率圖(,

MD

)進(jìn)行

anisotroFA

)

meandiffusion

py

基于體素的比較,來(lái)初步探討

DBS

的治療機(jī)理。

·

972

·中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)

2

,

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年第

22

卷第

7

期

#ChinJMedImainechnol2006

,

Vol22

,

No7

gg

T

1

#資料和方法

[

11

]1.1

研究對(duì)象

#按照

DSM-

Ⅳ

確診

為

O

其中男

4

例,

CD

的成年病人

7

例,

女

3

例,年齡

3

平均年齡

45

～

58

歲,

7.71

歲,經(jīng)過(guò)至少

4

～

5

年藥物和心理治療無(wú)

效而選擇進(jìn)行

DBS

手術(shù)者。

7

例患者

分別在

2003

年

7

月

-2005

年

6

月接受

術(shù)后根據(jù)患者家屬講述癥了手術(shù)治療,

狀均有不同程度的緩解。每位患者在術(shù)

前

1

個(gè)月內(nèi)進(jìn)行了首次

MR

并在

I

檢查,

術(shù)后

4

～

13

個(gè)月內(nèi)進(jìn)行了復(fù)查。

1.2

成像設(shè)備和參數(shù)

#PhilisAchieva

p

頭顱

S3.0T

磁共振成像儀,

ENSE

線

圈,分別行常規(guī)冠狀面小角度激發(fā)快速

梯度回波序列磁化準(zhǔn)備快速梯度回波成

像(,橫斷面

TMPRA_E

)

2

、

FLAIR

和

DTISEEPI

序列。

DTISEEPI

成像參

數(shù):矩陣

112×112

,

FOV220mm×220

,;層厚

2mm

;

TR8044msTE68ms

/

mm

;

15

個(gè)擴(kuò)散梯度方向;

b=800s

2,掃描時(shí)間為

E

因子

2

,

07

。

min

1.3DTI

后處理及統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

#運(yùn)用

SPM2

軟件將冠狀位

MPRA_E

圖像整

合到

MN

(

IMontrealNeuroloicalInsti-

g

)模板,然后再將用

FtuteSL

軟件計(jì)算得

出的

F

經(jīng)

A

和

MD

圖整合至

MNI

模板,

過(guò)平滑處理后(,運(yùn)用

FWgM=6mm

)

SPM2

軟件內(nèi)配置的腦白質(zhì)模板去除圖

像中的灰質(zhì)和腦脊液成分

,僅對(duì)腦白質(zhì)

成分進(jìn)行以體素為標(biāo)準(zhǔn)的比較。統(tǒng)計(jì)方

法采用配對(duì)

t

檢驗(yàn),對(duì)每位患者術(shù)前和

術(shù)后的

FA

和

MD

圖進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

閾值設(shè)定為

t5

,

voxelsi‘e0

。

&

2.

&

3

2

#結(jié)果

2.1

以體素為基礎(chǔ)的全腦

FA

和

MD

圖的統(tǒng)計(jì)

#運(yùn)用上文中所述的方法,我

術(shù)后的全腦白質(zhì)

F

進(jìn)行配對(duì)

t

們得出病人術(shù)前、

A

和

MD

圖,

檢驗(yàn),得出雙側(cè)內(nèi)囊前肢、額葉、橋腦前上部和扣帶回前部的

圖

1

)。

FA

值明顯下降和

MD

值明顯升高(

,)分析

#根據(jù)圖

1

所

2.2

感興趣區(qū)(

reiofinterestROIs

g

示的結(jié)果,我們選擇了

F

分別為

A

值改變最明顯的

4

個(gè)區(qū)域,

雙側(cè)內(nèi)囊前肢、額葉、橋腦前上部和扣帶回前部運(yùn)用

SPM2

軟

件進(jìn)行局部感興趣區(qū)的

F

具體

MNA

值和

MD

值測(cè)量,

I

坐標(biāo)

見表

1

。具體測(cè)量結(jié)果和配對(duì)

t

檢驗(yàn)值分別見表

2

、

3

。結(jié)果

顯示,除

ROI4

的

MD

值外均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3

#討論

是一種較難治的精神疾病,也是精神科較

OCD

)

##強(qiáng)迫癥(

為常見的病種之一,其原因及發(fā)病機(jī)制還不清楚。已有的研

圖

1

#以體素為基礎(chǔ)的全腦

F

得出雙側(cè)內(nèi)囊前肢、額

A

和

MD

變化統(tǒng)計(jì)結(jié)果。經(jīng)過(guò)配對(duì)

t

檢驗(yàn),

葉

、橋腦前上部和扣帶回前部的

FA

值明顯下降和

MD

值升高。圖中箭頭所示

ROI1

～

4

為我們

選擇的感興趣區(qū)

究材料顯示,強(qiáng)迫癥的發(fā)病涉及心理發(fā)育的異常、神經(jīng)遞質(zhì)系

腦代謝異常及內(nèi)分泌異常等,但均未獲得肯定的結(jié)統(tǒng)的異常、

1-5

]論[。目前對(duì)強(qiáng)迫癥的治療手段主要為藥物治療和心理治

療。約有三分之一病人對(duì)藥物治療無(wú)任何反映;而相當(dāng)部分

病人不愿意或不具備接受心理治療的條件

,因此至少有

30%

的病人對(duì)上述兩種治療無(wú)效,病情日益惡化,嚴(yán)重影響家庭生

3-6

]活、學(xué)習(xí)和工作[。深部腦刺激器是將由四個(gè)電極觸點(diǎn)組成

的電極,應(yīng)用立體定向技術(shù)放置于靶區(qū)域,通過(guò)埋于皮下的導(dǎo)

線將這些電極與放置于胸膛皮下組織的脈沖發(fā)生器相連,可

以對(duì)深部腦組織的特定部位的提供刺激連續(xù)脈沖,即所謂的

深部腦刺激。關(guān)于其作用機(jī)制的基本問(wèn)題仍然懸而未解。當(dāng)

前存在

4

種常見的

DBS

作用機(jī)制假說(shuō):

①

刺激誘發(fā)壓控通道

中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)

2

,

006

年第

22

卷第

7

期

#ChinJMedImainechnol2006

,

Vol22

,

No7

gg

T

·

973

·

表

1

#感興趣區(qū)的

MNI

坐標(biāo)

)

X

(

+Riht

g

ROI1

ROI2

ROI3

ROI4

R

L

R

L

R

L

R

L

13.5

-15

30

-27

9

-8

6

-12

MNI

坐標(biāo)

)

i

(

+Anterior

6

6

18

18

-17

-14

12

3

)

n

(

Suerior

p

6

6

29

30

-20

-21

32

35

t-value

FA

7.88

6.55

4.22

6.15

3.16

3.61

5.54

4.89

t-value

MD

3.80

3.46

5.85

3.02

4.12

3.46

2.68

0.75

ROI

半徑

3mm

3mm

3mm

3mm

3mm

3mm

3mm

3mm

解剖部位

內(nèi)囊前肢

額葉

橋腦前上部

扣帶回前部

,

RihtL

:

Left

##R

:

g

表

2

#OCD

病人感興趣區(qū)的

MD

和

FA

值變化

ROI1

R

Pre

FA

MD

Averae

g

SD

Averae

g

SD

0.431214

0.019564

0.320629

0.030463

R

Pre

FA

MD

Averae

g

SD

Averae

g

SD

0.419229

0.015021

0.5111

0.045771

Post

0.357657

0.013955

0.5945

0.045554

Pre

0.334643

0.021181

0.562514

0.054005

Post

0.269271

0.018385

0.4276

0.038453

Pre

0.410857

0.032136

0.318214

0.037963

L

Post

0.2918

0.015359

0.627143

0.060392

Pre

0.3527

0.012345

0.318443

0.013716

L

Post

0.2667

0.028773

0.397057

0.041248

Pre

0.295686

0.015854

0.294943

0.01816

R

Post

0.3264

0.013114

0.334214

0.016464

Pre

0.414157

0.010772

0.320386

0.014521

R

Post

0.248757

0.015971

0.330543

0.017805

Pre

0.295657

0.014884

0.295214

0.01969

L

Post

0.378971

0.015195

0.327686

0.02045

ROI2

L

Post

0.240171

0.013869

0.322986

0.015243

ROI1ROI2

,

RihtL

:

Left

##R

:

g

表

3

#感興趣區(qū)的配對(duì)

t

檢驗(yàn)

P

值結(jié)果

ROI1

R

FA

MD

0.000342

0.008226

L

0.00059

0.016255

R

0.008249

0.00129

ROI2

L

0.000787

0.028302

R

0.01741

0.006274

ROI3

L

0.016107

0.012238

R

0.003171

0.069326

ROI4

L

0.005124

0.53223

,

RihtL

:

Left

##R

:

g

活性的改變,從而阻塞了刺激電極附近神經(jīng)元的輸出(去極化

阻塞);

②

通過(guò)激活與刺激電極附近有突觸聯(lián)系的軸突末梢來(lái)

間接抑制神經(jīng)元的輸出(突觸抑制);

③

受刺激神經(jīng)元的傳出

突觸由于神經(jīng)遞質(zhì)的耗竭導(dǎo)致神經(jīng)遞質(zhì)傳輸失敗(突觸削

[

9

];

弱

)

④

刺激誘發(fā)病理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)的混亂。

么

DBS

作用機(jī)制很可能與局部白質(zhì)纖維束的功能有關(guān)。從

而可運(yùn)用

DTI

技術(shù)來(lái)推斷

DBS

治療的原理。已經(jīng)有作者提

出

D

丘腦的白質(zhì)纖維束來(lái)達(dá)到治

BS

可能是通過(guò)破壞額眶部

-

[

0

]療

O

。本研究通過(guò)難治性

OCD

的目的1CD

病人術(shù)前與術(shù)

發(fā)現(xiàn)病人后以體素為基礎(chǔ)的

DTIFA

值和

MD

的統(tǒng)計(jì)分析,

DTI

是指在常規(guī)擴(kuò)散成像的基礎(chǔ)上通過(guò)三維空間內(nèi)改變

擴(kuò)散梯度敏感性脈沖的方向來(lái)觀察水分子擴(kuò)散的各向異性的

腫瘤病

技術(shù)

。目前

DTI

技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于評(píng)價(jià)神經(jīng)功能、

人以及精神分裂癥患者中

。研究表明精神分裂癥病人具有神

即彌漫性腦白質(zhì)連通性異常,

經(jīng)元連通功能的缺失

,

DTI

發(fā)現(xiàn)

14-19

]額葉各向異性的降低和沖動(dòng)行為有關(guān)。文獻(xiàn)報(bào)道[OCD

[

4

][

15

]患者存在局部白質(zhì)異常,

A

和

F

發(fā)現(xiàn)

art‘

等1oon

gg

等

的雙側(cè)額葉前部

、內(nèi)囊前肢和橋腦前上部

FA

和

MD

值變化

具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,雙側(cè)扣帶回前部

FA

值變化具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意

義。內(nèi)囊前肢位于豆?fàn)詈撕臀矤詈酥g,內(nèi)含額橋束和丘腦

前輻射,已有研究表明,眶回皮質(zhì)和丘腦通過(guò)內(nèi)囊的直接聯(lián)系

主要是谷氨酸介導(dǎo)的;抑制性遞質(zhì)

γ

氨基丁酸(及興

_ABA

)

奮性神經(jīng)遞質(zhì)

P

物質(zhì),多巴胺和

5

羥胺介導(dǎo)來(lái)自于紋狀體

-

腹側(cè)的投射。在上述眶額回和丘腦之間聯(lián)系的功能組成基礎(chǔ)

[

0

]上,提出了強(qiáng)迫癥的生物學(xué)病因假說(shuō):通過(guò)興奮

Modell

等2

前額部的白質(zhì)

FOCD

病人胼胝體壓部和鄰近枕葉、

A

值下

[

16-19

]降。

P

則發(fā)現(xiàn),左側(cè)的弓狀纖維、扣帶回區(qū)域

FhiliA

p

等

值下降。我們?cè)O(shè)想,既然病人存在局部白質(zhì)纖維束的異常,那

性的眶額丘腦間連接系統(tǒng),額葉尾狀核蒼白球丘腦系統(tǒng)通

--

過(guò)

_ABA

能抑制性遞質(zhì)調(diào)控丘腦。而強(qiáng)迫癥患者額葉紋狀

·

974

·中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)

2

,

006

年第

22

卷第

7

期

#ChinJMedImainechnol2006

,

Vol22

,

No7

gg

T

ivecomulsivedisorderJLanceta1999a35491891526b

]^

b

de

f

p

9

uCaLi_aWanMaetalbkncoverinhemechanismofdee

]^

#i

g

S

g

t

p

brainstimulationctaBiohsicaSinicaa2005a215325-

]

M

^

bA

de

f

py

331b

于超

a

李剛

a

王世民

a

等

b

深部腦刺激作用機(jī)制的探討

]

生物物理

J

^

b

學(xué)報(bào)

a2005a215325-331b

de

f

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體丘腦系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用和/或眶額丘腦系統(tǒng)處于過(guò)度興奮

--

因此,腦外科手術(shù)干擾額葉丘腦通路或破壞眶額皮質(zhì)將狀態(tài):

恢復(fù)兩系統(tǒng)間的平衡

。前扣帶回是額葉中部?jī)?nèi)側(cè)的一個(gè)組

織,它在注意選擇、行為控制、調(diào)節(jié)自動(dòng)化的情感行為等方面

可將其作為調(diào)整人類行為、適應(yīng)環(huán)境的重要腦都有重要作用,

10

]。從而我們得出初步結(jié)論

D

區(qū)[BS

可能是通過(guò)破壞扣帶回

和額葉的纖維束來(lái)達(dá)到治療

OCD

的目的。但是因?yàn)槲覀兊?/p>

所以還需要進(jìn)一步擴(kuò)大病例數(shù)進(jìn)行更深入的研病例數(shù)有限,

究。

綜上所述,腦深部電極刺激是一種有效的治療難治性強(qiáng)

迫癥的手術(shù)方法,我們通過(guò)對(duì)比

OCD

患者

DBS

術(shù)前和術(shù)后

的

DTI

圖像,在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行頭顱標(biāo)準(zhǔn)化后通過(guò)比較全腦的

A

圖和

MD

圖,進(jìn)行基于體素的比較,得出

DBS

可能是通

過(guò)破壞扣帶回和額葉的纖維來(lái)達(dá)到治療

OCD

的目的。

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