痉挛性斜颈发病机制的结构与功能神经影像学研究
目的: 通过综合运用基于体素的灰质形态学(Voxel-based morphology，VBM)、静息态功能核磁共振（Resting-state functional MRI，Rs-fMRI）、弥散张量成像(Diffusion tensor imaging，DTI)等方法比较痉挛性斜颈(Cervical dystonia，CD)患者和健康对照组在静息状态下的灰质密度高低、白质纤维束完整性以及脑神经元激活模式的差异，了解痉挛性斜颈的结构和功能神经影像学特点，以探究痉挛性斜颈的发病机制和病理生理学过程。 方法: 使用北京协和医院3.0T磁共振扫描仪(GE Discovery MR7503.0T)，在静息状态下分别对18例痉挛性斜颈和18例年龄性别匹配的健康志愿者进行全脑扫描，获得结构像、弥散序列成像和静息态功能像。在患者扫描当日以西多伦多痉挛性斜颈评分(Toronto Western Spasmodic Torticollis Rating Scale，TWSTRS)和Tsui量表评分对其进行临床症状严重程度评估。核磁数据以SPM8、DPARSF、REST、PANDA、FSL等软件进行图像预处理。以双样本t检验分别比较痉挛性斜颈患者和健康对照者基于体素的全脑灰质密度、白质纤维各向异性(Fractionanisotropy，FA)和平均弥散度（Mean diffusivity，MD）的结构影像学差异，并比较两者静息态下低频振幅(Amplitude of low frequency fluctuation，ALFF)、局部一致性（Regional homogeneity，ReHo）和全脑与小脑、感觉运动网络(Sensorimotor network，SMN)、默认网络（Default mode network，DMN）种子点间的功能连接(Functional connectivity，FC)等功能影像学差异。最后运用单因素相关分析方法对痉挛性斜颈上述影像学数和TWSTRS评分、Tsui评分、病程以及合并症状进行相关性分析。 结果: 1.VBM结果显示，与对照组相比，病例组灰质密度显著减低的脑区主要集中在双侧小脑、感觉运动皮质（p＜0.05，AlphaSim校正）;灰质密度显著增加的脑区位于小脑、右侧前额叶皮质等区域（p＜0.05，AlphaSim校正）; 2.ALFF和ReHo结果显示，与对照组相比，病例组fALFF和ReHo均在DMN区显著增强（p＜0.05，AlphaSim校正）;而ReHo显著增强脑区还包括视觉皮质， ReHo显著减弱脑区主要为初级感觉运动皮质（p＜0.05，AlphaSim校正）; 3.静息态网络FC结果显示，与对照组相比，CD患者全脑与小脑功能连接无显著增强或减弱;全脑与SMN种子点功能连接显著减弱脑区集中于SMN内（p＜0.01，AlphaSim校正），无功能显著增强脑区;全脑与DMN种子点功能连接显著减弱脑区集中于左侧前额叶皮质、枕叶、小脑、扣带回等(p＜0.05， AlphaSim校正）; 4.DTI体素水平的分析显示，FA值显著减低脑区主要为小脑、额颞叶皮质、边缘系统及脑干，MD值显著增高脑区也为额颞叶皮质、边缘系统等(p＜0.05，AlphaSim校正);白质分区图谱水平的分析显示，FA、MD值改变主要位于小脑、脑干、扣带回等脑区（p＜0.05，AlphaSim校正），与体素水平的分析以及既往文献相一致。 5.相关性分析显示，病例组多处脑区的灰质密度、与后扣带回/前楔叶的功能连接与TWSTRS评分呈显著性负相关（p＜0.01，AlphaSim校正），且病例组多处脑区的灰质密度与Tsui评分呈显著性负相关（p＜0.05，AlphaSim校正），余无显著相关关系。 结论: 1.CD患者存在小脑的灰质密度和白质纤维束完整性显著减低，但全脑与小脑功能连接无显著减弱。 2.CD患者的感觉运动皮质既存在结构上的灰质密度显著减低，又存在功能上SMN内神经元活动的显著减低;但静息态下视觉皮质神经元活动代偿增强。 3.CD患者右侧前额叶皮质密度增加可能与其合并焦虑状态相关;相反，与积极情绪相关的左侧前额叶皮质与全脑功能连接显著减弱，同时有白质纤维束的完整性降低。 4.CD患者有DMN内部神经元活动增强，而与全脑其他脑区功能连接减弱，静息态下DMN内部神经元活动增强可能为一种代偿激活表现。 5.CD患者同时也存在脑干白质纤维束破坏，尤其是内侧丘系。 6.因此，感觉运动皮质及视觉皮质、边缘系统、小脑、脑干等多脑区的结构和功能异常在痉挛性斜颈发病中发挥重要作用。
痉挛性斜颈;发病机制;神经影像学;病理生理
中国医学科学院;清华大学医学部;北京协和医学院
博士
临床医学
万新华
2015
中文
R682.12
65
2015-11-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）