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·论著·
偏头痛患者基于体素形态学与功能连接分析
王迎双,王雅娟,肖哲曼
【摘要】目的探讨偏头痛患者脑结构、脑功能、认知和情绪的变化情况。方法采集33例偏头痛患
者(偏头痛组)及27例相匹配的健康对照者(健康对照组)的高分辨T1结构相及静息态功能相数据,利用基
于体素的形态学(VBM)方法分析偏头痛患者大脑灰质体积变化,继而利用静息态功能连接分析技术分析有
结构变化的脑区与大脑其他区域功能连接的差异,结果采用GRF校正(体素水平P<,簇水平P<
)。采用蒙特利尔认知评估量表(MoCA)及情绪量表[焦虑自评表(SAS)及抑郁自评量表(SDS)]评估偏
头痛患者认知功能及焦虑、抑郁水平。分析偏头痛患者脑灰质体积变化与临床变量及量表评分的相关关系。
结果与健康对照组比较,偏头痛组SAS、SDS评分显著升高,MoCA评分显著降低(均P<)。与健康对
照组比较,偏头痛组左侧枕中回及左侧距状裂周围皮质灰质体积显著增大(GRF校正,体素水平P<,簇
水平P<),偏头痛组左侧枕中回与多个脑区功能连接减弱,包括双侧脑岛、双侧颞上回、右侧缘上回、右
侧中央后回、右侧额下回等脑区(GRF校正,体素水平P<,簇水平P<)。偏头痛组与健康对照组相
比左侧距状裂周围皮质与全脑其他区域功能连接差异无统计学意义(GRF校正,体素水平P>,簇水平
P>)。偏头痛组两个差异脑区的灰质体积值与病程、发作频率、头痛评分、MoCA评分、SAS评分及SDS
评分均无相关性(均P>)。结论偏头痛患者认知功能轻度下降,且伴有焦虑、抑郁倾向。偏头痛发作
对患者脑部灰质体积和功能连接都造成了影响,灰质体积变化主要集中于左侧枕叶(包括左侧枕中回及左侧
距状裂周围皮质),而左侧枕中回与多个脑区的功能连接减弱。
【关键词】偏头痛;基于体素形态学;灰质体积;功能连接分析
【中图分类号】【文献标识码】A【文章编号】1004-1648(2022)04-0241-05
Analysisofvoxel-basedmorphometryandfunctionalconnectivityinmigrainepatientsWANGYing-shuang,
WANGYa-juan,XIAOZhe-,RenminHospitalofWuhanUniversity,Wuhan
430061,China
Abstract:ObjectiveToinvestigatethechangesinthebrainstructure,brainfunction,cognitionandmoodof
-resolutionT1structuralimagedataandresting-statefunctionalimagedata
werecollectedfor33migrainepatients(migrainegroup)and27matchedhealthycontrols(healthycontrolgroup).
Usingvoxel-basedmorphology(VBM)methodtoanalyzethechangesinbraingraymattervolumeofmigraine
-statefunctionalconnectivityanalysiswasusedtoanalyzethefunctionalconnectivity
(voxel-levelP<,clusterlevelP<).Thecognitiveassessmentscale(MoCA)andthepsychology
assessmentscale[self-ratinganxietyscale(SAS)andself-ratingdepressionscale(SDS)]wereadoptedtoevaluate
thecognitivefunction,
withthoseinthehealthycontrolgroup,theSASscoreandSDSscoreinthemigrainegroupweresignificantlyhigher,
andtheMoCAscoreinthemigrainegroupwassignificantlylower(allP<).Comparedwiththoseinthehealthy
controlgroup,thegraymattervolumeoftheleftmiddleoccipitalgyrusandtheleftcalcarineinthemigrainegroup
weresignificantlylarger(GRFcorrection,voxel-levelP<,clusterlevelP<),andtheleftmiddle
occipitalgyrushadreducedfunctionalconnectivitywithseveralbrainregionsinmigrainegroup,includingthe
bilateralinsula,bilateralsuperiortemporalgyrus,rightsupramarginalgyrus,rightpostcentralgyrus,rightinferior
frontalgyrus(GRFcorrection,voxel-levelP<,clusterlevelP<).Therewasnosignificantdifferencein
thefunctionalconnectivityoftheleftcalcarinewithotherbrainregionsbetweenthemigrainegroupandthehealthy
controlgroup(GRFcorrection,voxel-levelP>,clusterlevelP>).Inthemigrainegroup,therewereno
correlationsofthechangedbraingraymatterwithdiseaseduration,frequency,headachescore,MoCAscore,SAS
基金项目:国家自然科学基金(81971055)
作者单位:430061武汉大学人民医院神经内科
通信作者:肖哲曼
书
·242·JClinNeurol,August2022,,
scoreandSDSscore(allP>).ConclusionsThecognitivefunctionofmigrainepatientsisslightlydecreased,
mattervolumeandfunctionalconnectivityinpatients,thebrainregionswithchangedbraingraymatteraremainly
concentratedintheleftoccipitallobe(theleftmiddleoccipitalgyrusandtheleftcalcarine),andtheleftmiddle
occipitalgyrushaschangedfunctionalconnectivitywithmultiplebrainregions.
Keywords:migraine;voxel-basedmorphology;greymattervolume;functionalcon-nectivityanalysis
偏头痛为临床常见的CNS疾病之一,在神经科维活动,保持头部固定。结构相采集参数:重复时间
[1]
疾病负担中排名第二,严重影响患者的工作和生(TR),回波时间(TE),视野范围(FOV)
活[2-3]。其病理生理机制比较复杂,中枢及外周神经240×240mm,翻转角7°,矩阵256×256,,
系统都可能参与其中[4]。越来越多的研究[5]利用先共采集184层;功能相采集参数:TR2000ms,TE30
进的神经影像学技术,从多个角度揭示偏头痛患者潜ms,FOV220×220mm,翻转角90°,矩阵64×64,层厚4
在的大脑结构和功能变化,为深入了解疾病提供了更mm,隔层扫描,共采集31层,时间点240个。
加广阔的视角。有研究[6]表明,偏头痛患者认知功所有影像学数据均在MatlabR2014b平台环境
能受到损害,且易与抑郁、焦虑共病。基于体素的形下进行处理,统计结果图采用GRF校正,体素水平
[7]
态学测量(VBM)分析法为分析脑灰质体积变化的P<<。
常用方法,而功能连接分析(FC)常用来分析不同脑(1)结构相数据分析处理:运用SPM12软件查看并
区之间的功能连接强度变化,本研究从探求偏头痛患调整被试者图像,使其与标准模板方向一致,再利用
者脑灰质体积异常出发,结合功能MRI及认知量表、VBM8软件将图像分割为白质、灰质、脑积液,并变
情绪量表,综合分析偏头痛患者颅内可能发生的脑灰换到标准空间。对所有灰质图像进行平滑处理(半
质体积异常改变及该异常部位脑功能连接变化,并探高全宽为8mm),最后进行双样本t检验。考虑到焦
讨其与临床变量及量表评分之间的关系。虑或抑郁对颅脑的影响,加入SAS及SDS为协变量,
到得到组间灰质体积差异图,将差异有统计学意义的
1对象与方法脑区分别作为感兴趣区,以进行后续的功能连接分
[8]
—2019年就诊于本院的偏头痛析。(2)功能相数据分析处理:通过DPABI软件完
患者33例,均符合国际头痛疾病分类诊断标准第3成所有被试的预处理,包括转换格式、去除前10个不
版(ICHD-3)的偏头痛诊断标准,且无药物及酒精滥稳定的时间点、时间层校正、头动校正、回归协变量、
用史。病程(±)年,发作频率(±空间标准化、空间平滑(半高全宽为6mm)及低频滤
)次/月,视觉模拟评分法(±)分。纳波,头动阈值限定为3mm、3°。据此排除偏头痛组2
入性别、年龄及教育程度相匹配的同期体检健康者例,健康对照组1名。将以上述步骤产生感兴趣区作
27名为正常对照组,均无头痛病史及头痛家族史。为种子点,进行种子点与全脑间的功能连接分析,组
所有被试者均为右利手,无严重全身系统性疾病,并间比较采用双样本t检验,以灰质总体积、SAS及SDS
经MRI证实无明显颅脑结构性病变。作为协变量,得到功能连接差异图。
。定量资料采用均数±标准差(x珋±s)表示,采用
试的一般临床资料,包括性别、年龄、教育程度及左/独立样本t检验;定性资料采用率表示,采用χ2检验。
右利手。头痛患者需填写头痛情况问卷,主要包括头P<。
痛总病程、发作频率、每次头痛发作持续时间、头痛程
2结果
度等,头痛程度通过视觉模拟评分法(1~10分)来评
估。
(MoCA)评估认知功能,采用焦虑自评表(SAS)及抑见表1。偏头痛组与健康对照组年龄、性别、受教育
郁自评量表(SDS)评估入组者的焦虑、抑郁水平。年限差异无统计学意义(均P>)。与健康对照
,健康对照组比较,偏头痛组SAS、SDS评分显著升高,MoCA评
(美国通用电分显著降低(均P<)。
器公司)
据。提前告知受试者在扫描过程中闭眼,不做复杂思图1、表2。与健康对照组比较,偏头痛组左侧枕中回
临床神经病学杂志2022年第35卷第4期·243·
及左侧距状裂周围皮质灰质体积显著增大(GRF校正,体素水平P<,簇水平P<)。
表1偏头痛组及健康对照组一般临床资料的比较[●x±s,例(%)]
组别例数年龄(岁)男性受教育年限(年)MoCA评分(分)SAS(分)SDS(分)
±()±±±±
±()±±±±
χ2/t值---
图1VBM分析结果红色表示灰质体积增加,图的左侧即为大脑左侧。与健康对照组相比,偏头痛组左侧枕中回及左侧距状裂周围
皮质灰质体积增加。Occipital_Mid_L代表左侧枕中回;Calcarine_L代表左侧距状裂周围皮质
表2VBM分析差异团块报告
峰值体素MNI坐标
峰体素所在脑区ALL分区体素数t值
XYZ
左侧枕中回Occipital_Mid_L211--
左侧距状裂周围皮质Calcarine_L165---
、右侧额下回等脑区(表3)。对偏头痛组及健
侧枕中回及左侧距状裂周围皮质作为感兴趣区与全康对照组左侧距状裂周围皮质与全脑功能连接进行
脑的功能连接进行分析发现,偏头痛组左侧枕中回与分析发现,经过GRF校正,无体素存留,表明两组间
多个脑区功能连接降低(图2)(GRF校正,体素水平左侧距状裂周围皮质与全脑其他区域功能连接差异
P<,簇水平P<),主要包括3个差异团无统计学意义(GRF校正,体素水平P>,簇水
块,涵盖双侧脑岛、双侧颞上回、右侧缘上回、右侧中平P>)。
图2左侧枕中回与全脑功能连接分析蓝色表示功能连接降低,图的左侧即为大脑左侧。与健康对照组相比,偏头痛组左侧枕中回与
双侧脑岛、双侧颞上回、右侧缘上回、右侧中央后回、右侧额下回等脑区功能连接降低(经GRF校正,体素水平P<,簇水平P<
)
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表3左侧枕中回与全脑功能连接分析差异团块报告
峰值体素MNI坐标
峰体素所在脑区ALL分区体素数t值
XYZ
右侧脑岛Insula_R58245-90-
左侧脑岛Insula_L320-42-6-3-
右侧颞上回Temporal_Sup_R33969-2412-
,推测可能存在局灶性发育不良导致的胶质反应性
积值与病程、发作频率、头痛评分、MoCA、SAS及SDS增生,亦或是皮质兴奋性变化反复刺激产生的结果。
评分均无相关性(均P>)。本研究亦发现了偏头痛患者左侧枕区灰质体积增加,
与既往相关研究观点相呼应。
3讨论目前研究尚未明确大脑灰质体积变化与功能连
偏头痛是临床常见的头痛之一,反复发作,且易接变化之间存在必然的联系,既往部分研究结果提示
与焦虑、抑郁共病,严重降低患者的生活质量。有影大脑灰质体积减少的脑区与其他脑区的功能连接往
像学证据[5]表明,偏头痛患者颅内可能存在多种异往会增强[13],而体积增加的脑区与其他脑区的功能
常,包括脑白质改变、无症状梗死样病变、灰白质体积连接常会降低[14],与本研究变化趋势较为一致,推测
改变、功能连接异常以及能量代谢异常等,证实偏头可能为疾病不同的进展过程中,大脑出现的一种适应
痛不仅仅是一种功能性疾病。不仅如此,偏头痛对认性改变,但其具体内在相关性有待进一步研究证实。
知功能造成的影响也受到广泛关注。本研究首次结本研究发现,偏头痛患者左侧枕中回与多个脑区功能
合量表评分、基于结构的形态学分析及功能连接分连接降低,主要包括双侧脑岛、双侧颞上回、右侧缘上
析,综合探讨偏头痛患者颅内结构与功能变化,以及回、右侧中央后回、右侧额下回等脑区,涉及的区域多
与临床量表评分之间的关系。与认知功能及疼痛处理有复杂密切的关系,一定程度
本研究结果显示,偏头痛组MoCA评分显著低于上解释了偏头痛患者存在的认知受损和感觉传导通
健康对照组,表明偏头痛患者在发作间期存在一定程路异常。在进一步的相关分析中并未发现偏头痛患
度的认知功能损害。有综述[9-10]指出,偏头痛在发作者灰质体积变化与疾病病程、发作频率及量表评分的
期认知功能受损结论比较统一,而在发作间期认知功相关性,这与之前的研究[15]结果相一致,推测可能是
能是否受损尚无定论,但大多数研究倾向于偏头痛患人群疾病敏感性不同、样本量过小、病史资料存在回
者发作间期也存在认知功能障碍。此外,偏头痛患者忆偏倚等综合因素所致。
常常合并焦虑、抑郁症状。本研究通过量表评估也发综上,本研究结合了形态学分析、功能连接分
现,偏头痛组SAS、SDS评分均显著高于健康对照组。析以及认知量表、情绪量表来综合评估偏头痛可能
虽然焦虑、抑郁本身也可影响认知功能,但目前学者给患者造成的损害发现,偏头痛患者认知功能轻度
们[9]普遍认为,偏头痛患者存在的认知功能障碍不下降,焦虑与抑郁水平均高于健康对照组。偏头痛
能单纯由共病因素(如睡眠障碍、焦虑、抑郁)发作对患者脑部灰质体积和功能连接都造成了影
所解释。响,灰质体积变化脑区主要集中于左侧枕叶,包括
VBM分析结果显示,偏头痛患者左侧枕中回及左侧枕中回及左侧距状裂周围皮质,表现为灰质体
左侧距状裂周围皮质灰质体积较健康对照组增加。积较健康对照组增加,而左侧枕中回与大脑多个重
需要注意的是,目前针对偏头痛VBM的研究结果多
[11]要脑区的功能连接降低,提示偏头痛反复发作造成
不一致,如Bonanno等研究发现偏头痛患者的额患者枕叶视觉区域结构性改变及与其他脑区的功
叶和颞叶以及小脑的灰质体积显著降低,而Neeb能连接异常。但本试验为横断面研究,无法纵向观
等[12]发现慢性偏头痛患者杏仁核和壳核体积增加。察到偏头痛对患者大脑的动态影响。此外,本研究
尽管偏头痛患者视觉皮质异常在功能MRI相关研究样本量较少,也未将先兆偏头痛和无先兆偏头痛分
中被广泛报道,但针对其枕叶皮质灰质体积变化的研开进行亚组分析,未来还需更全面的试验设计,开
究却少见。比较明确的是,偏头痛与视觉皮质关系紧展更大样本量的研究。
密,在临床上超过90%的偏头痛患者有畏光症状,且
超过90%诊断为先兆偏头痛的患者有视觉先兆症[参考文献]
[13][14]
状。既往研究发现,不管是先兆偏头痛还是无[1]
先兆偏头痛,其视觉皮质的厚度均较健康对照组增diseasesandinjuriesin204countriesandterritories,1990—2019:a
临床神经病学杂志2022年第35卷第4期·245·
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·病例报告·
对托吡酯反应良好的肌阵挛-肌张力障碍综合征1例
吴凤娟,马俊,李沛铮,田敏,毕怡青,朱玉港,刘艺鸣
【中图分类号】R746【文献标识码】D【文章编号】1004-1648(2022)04-0245-02
肌阵挛-肌张力障碍综合征(MDS)是一种常染色体显性白、K-F环、甲状腺功能、血尿代谢筛查、ECG、心脏彩超、头颅
遗传运动障碍,与SGCE基因的致病性变异相关,通常出现在CT及MRI未见明显异常,EEG显示为界限性EEG。焦虑、抑
[1]
生命的前20年。该病主要表现为主动肌和拮抗肌不协调郁、90项症状自评量表及明尼苏达多项人格测验初步排除精
[2]
收缩或过度收缩及扭转性的姿势和动作异常。现报告1例神心理问题,MMSE评分及蒙特利尔认知评估量表(MoCA)评
对托吡酯治疗反应良好的MDS患者如下。分在正常范围内。二代基因测序显示,SGCE的3号外显子上
1病例女,41岁,因“持续性双上肢抽动,>T(*)。该突变曾有相关致病
[3]
年”于2013年8月15日于我院就诊。患者26年前无明显诱报道。患者父母行Sanger一代测序验证发现,其父有同样
因出现右上肢不自主持续性抽动,头颈部扭转,2个月后进展的杂合突变,其母未见该突变(图1)。诊断:MDS。先后给予
到双上肢,紧张及情绪激动时加重,严重时可伴心悸,休息后唑尼沙***、***硝西泮治疗2个月,症状未见改善。予托吡酯
减轻,每次饮用少量白酒(约30ml)时,颈部扭转症状明显减25mg,1次/d,治疗3个月,患者症状减轻,行走时头颈部扭转
轻,无怕热多汗,无食欲亢进,无智力及语言异常,症状轻,未仍明显,调整药量至50mg,2次/d,随访3年,症状明显改善。
服药。5年后患者上述症状加重,表现为双手持物易坠落,影维持此剂量治疗继续随访4年,患者上肢肌阵挛样抽动症状
响进食、饮水,书写时速度慢,握笔定位频繁,头颈部扭转幅度消失,书写正常,仅表现为紧张时头部轻微抖动。
大。曾服用卡左双多巴缓释片、阿尔马尔、丙戊酸钠治疗,症2讨论肌阵挛为一种短暂、快速、闪电样、不自主的、难以
状未见好转,此次为进一步治疗入住我院。其母孕期健康,足控制的肌肉收缩,可表现为局灶性、节段性、多灶性或全身
[4]
月顺产,第一胎,出生时无缺氧、黄疸史。否认起病前感染、接性。MDS以手臂和轴向肌为主的肌阵挛伴肌张力障碍为
种疫苗、外伤、药物及食物中毒史。父母非近亲婚配,祖父及主要特征,常局限于颈部、躯干和上肢[5]。本例患者突出表现
父亲有手抖,祖父已去世。查体:意识清楚,语言流利,高级皮为肌阵挛,头颅MRI无异常但EEG显示为界限性EEG。因
质功能粗测正常,颅神经(-);四肢肌张力正常,肌力Ⅴ级,此,结合患者症状和辅助检查,倾向肌阵挛的起源为皮质下且
四肢腱反射(●),深浅感觉正常,指鼻、轮替正常,病理征未接近皮质的区域。对于大多数MDS患者来说,其肌阵挛起源
引出;双上肢可见肌阵挛样抽动,头颈部不自主扭转。铜蓝蛋为典型的皮质下区域,EEG往往无异常,所以起源部位的差异
可能是部分常用药物疗效不佳的原因之一。研究[6]表明,小
基金项目:国家自然科学基金(82171245)
脑-丘脑通路的功能障碍在MDS的发病过程中具有重要意
作者单位:250012济南,山东大学齐鲁医院神经内科
通信作者:刘艺鸣(下转第295页)