基于靜息態(tài)功能磁共振成像的創(chuàng)傷后應激障礙腦連接研究.pdf

1、創(chuàng)傷后應激障礙（post-traumatic stress disorder，PTSD）是在個體經歷了重大創(chuàng)傷事件后所產生的一種精神障礙。機動車事故是一種常見的創(chuàng)傷性事件，據報道其引起的PTSD患病率約在25％~33%。PTSD主要癥狀包括對創(chuàng)傷事件的回避，反復體驗和高喚醒。雖然關于PTSD的臨床癥狀診斷比較成熟，但是其病理生理機制還不是很清楚。近些年來，隨著功能磁共振成像（functional magnetic resonance i

2、maging，fMRI）的興起與其技術的發(fā)展，為探測PTSD病理生理機制提供了有效的途徑。本文以靜息態(tài)功能磁共振成像為載體，以大腦功能連接分析方法應用為主線，通過在局部與全局不同連接水平，以及功能連接與效應連接不同測量方式上對PTSD患者的大腦功能網絡進行測量與分析，在網絡層面上探測PTSD患者的神經病理生理機制。本文的主要研究工作包括以下四個部分：
　　第一部分，通過使用基于種子點功能連接方法探索 PTSD患者靜息態(tài)異常功能連接

3、。根據先前的研究結果，我們選取雙側腦島各三個腦島亞區(qū)作為種子點，通過皮爾遜相關計算探測種子點與全腦體素的功能連接強度，探索 PTSD患者腦島各個亞區(qū)的功能連接的異常。其中選取的種子點包括雙側腹側前腦島、背側前腦島和后部腦島。結果顯示，與健康對照組相比，PTSD患者在左側腹側前腦島與前扣帶皮層中表現出顯著降低的功能連接。此外，PTSD患者在右側后腦島與左側下頂葉和中央后回也表現出顯著降低的功能連接。該結果表明腦島在 PTSD中有著非常重要

4、的作用，并且為研究PTSD病理生理機制提供了新的見解。
　　第二部分，使用獨立成分分析（independent component analysis，ICA），在“全局”水平上研究PTSD患者大腦靜息態(tài)網絡內部和網絡間大腦功能連接的異常。通過 ICA分析，我們選取了八個網絡，分別為：聽覺網絡、視覺網絡、感覺運動網絡、前部默認網絡、后部默認網絡、突顯網絡和雙側執(zhí)行控制網絡。結果發(fā)現，與健康對照被試相比，PTSD患者在聽覺網絡、感覺運

5、動網絡、前部默認網絡和后部默認網絡以及突顯網絡內有顯著的功能連接異常。此外，PTSD患者還表現出突顯網絡和后部默認網絡間功能連接的異常。該研究旨在從整體水平上研究 PTSD患者腦網絡的異常，發(fā)現PTSD患者腦網絡的連接異常是廣泛的并且具有選擇性的。
　　第三部分，我們使用一種快速的基于體素的數據驅動方法—功能連接密度（functional connectivity density，FCD）分析探測PTSD患者的短程功能連接密度（s

6、hort-range FCD）和長程功能連接密度（long-range FCD）的異常。首先，我們使用數據驅動的方法計算了 PTSD患者與健康對照組的短程和長程功能連接密度圖譜，通過對比分析，結果顯示PTSD患者的長程功能連接密度在左側背外側前額葉皮層有顯著升高，但是沒有發(fā)現短程功能連接密度存在異常。進一步，我們將背外側前額葉作為種子點，通過基于種子點的功能連接分析方法探究 PTSD患者功能網絡的異常。相比于健康對照，我們發(fā)現PTSD患

7、者左側背外側前額葉與左側頂上小葉，雙側枕上回，以及雙側楔葉功能連接顯著增強。本研究表明PTSD患者在額葉-頂葉環(huán)路和額葉-枕葉環(huán)路功能連接存在異常。
　　第四部分，我們使用效應連接和單變量識別分析方法探索 PTSD患者的病理生理機制。我們選擇前扣帶皮層亞區(qū)為種子點，包括膝前前扣帶皮層、喙部前扣帶皮層和背側前扣帶皮層作為種子點。首先使用格蘭杰預測分析方法，研究前扣帶皮層亞區(qū)和其它腦區(qū)間的效應連接。研究結果表明，與健康被試相比, PT