程晓阳(综述),王 俭(审校)
(1.郑州大学附属洛阳中心医院影像科,河南 洛阳,471000; 2.新疆医科大学第一附属医院影像中心核磁共振室,乌鲁木齐 830054)
躯体形式障碍的神经解剖学及神经影像学研究进展
程晓阳1△(综述),王俭2※(审校)
(1.郑州大学附属洛阳中心医院影像科,河南 洛阳,471000; 2.新疆医科大学第一附属医院影像中心核磁共振室,乌鲁木齐 830054)
摘要:躯体形式障碍(SD)的临床表现多样,关于本病的发病机制,生物化学、神经内分泌、神经免疫学等有不同的学说,但其确切病因及发病机制目前未完全阐明。各领域对SD发病机制的研究进程较为缓慢,且各种学说所阐述的机制也不完全相同或存在矛盾之处。近年来,脑功能性成像的发展为直观探讨SD的发病机制提供了可能,该文就神经影像学在SD的研究进展予以综述,以期为SD的病因学研究及临床分型提供帮助。
关键词:躯体形式障碍;功能磁共振成像;神经影像学;神经解剖学
躯体形式障碍(somatoform disorders,SD)作为神经症的一种,其主要临床特征为:患者持久地担心或相信自己的各种躯体症状,并因此感到痛苦,进而影响其生活或社会功能,虽然相关临床体征及实验室检查均无阳性发现,但是大部分患者对医师的诊疗或相关检查结果呈质疑态度,因此经常造成过度医疗。近年来,随着各科医师对此病的认识,其发病率略有上升,已发现SD及SD亚型患者存在脑区结构功能及代谢异常。现对SD的神经解剖学及神经影像学研究进展予以综述。
1SD的分类
《中国精神障碍分类与诊断标准》第3版将SD分为躯体化障碍、未分化的SD、疑病症、躯体形式自主神经紊乱、持续性躯体形式疼痛障碍(persistent somatoform pain disorder,PSPD)及其他待分类SD六大类[1]。美国精神疾病诊断标准第4版(the fourth edition of diagnostic and statistical manual of mental disorders,DSM-Ⅳ)诊断系统中,未列躯体形式自主神经紊乱亚型,而列有转换性障碍与躯体变形障碍亚型[2]。疾病和有关健康问题的国际统计分类第10次修订本(international classification of diseases-10,ICD-10)中,SD主要包括躯体化障碍、疑病障碍(又叫疑病症,hypochondriasis)、躯体形式自主神经紊乱和PSPD。2013年新版的DSM-Ⅴ使用躯体症状障碍(somatic symptom disorder,SSD)取代了SD的诊断,并删除了躯体化障碍、疑病症、疼痛障碍及未分化型SD,而原来的躯体化障碍和未分化的SD合并成为躯体性症状障碍[3]。2014年的ICD-11即将出台,目前国内对于此病的诊断标准有两种意见,一种是直接与国际接轨,只使用DSM-Ⅴ或ICD-11;一种是中国继续制订CCMD-4。
2神经解剖学和神经影像学研究
2.1丘脑丘脑内部有几个完全不同的核团,腹后核终止于中央后回皮质躯体感觉区,较少纤维投射至SⅡ区;腹前核广泛的投射至额叶皮质;前核群接受下丘脑乳头体的传入信息,经乳头丘脑束投射至扣带回,此核群似乎与情感状态和近期记忆有关。腹后核是丘系纤维的终止区,该核的外侧部与内侧部可描绘出躯体感觉分布图。背内侧核接受边缘系统和嗅觉系统的传入信息,可能与调节情感判断力有关。钟静玫等[4]通过对PSPD、抑郁症患者及正常人双侧丘脑、双侧额叶区进行单体素磁共振波谱扫描后发现,PSPD患者优势半球丘脑N-乙酰天冬氨酸/肌酸值较正常人减低,说明丘脑存在神经元受损,提示丘脑很可能存在功能异常,并因此推断优势半球丘脑可能是PSPD的功能定位区。Schmidt-Wilcke等[5]对疼痛障碍患者灰质密度的研究发现,丘脑灰质密度与疼痛持续时间呈正相关,慢性背痛患者丘脑存在结构改变,其灰质密度较正常人明显增加。食管功能紊乱、慢性下背部疼痛患者丘脑反应性增加,推测其对身体信号的长期持续过度警觉可能是病例组患者丘脑灰质密度增加的原因[6]。Apkraian等[7]运用功能性磁共振成像(functional magenetic resonance imaging,fMRI)研究人脑对痛觉的感知机制时发现,疼痛障碍患者主要存在丘脑、额叶侧前皮质神经元的丧失,而丘脑和额叶被认为是痛觉传导通路的重要组成部分。目前,对于是丘脑灰质密度增加导致长期持续的身体过度警觉,还是身体对信号的长期持续过度警觉导致丘脑灰质密度的增加,尚无法解释。
2.2SⅠ、SⅡ区SⅠ区又称第一躯体感觉皮质,位于顶叶中央后回,是上行性躯体感觉纤维投射中继后最终到达大脑皮质的特殊区域。SⅡ区即第二感觉区,位于岛盖顶部内侧面,区域较小,它所接受的来自丘脑核的痛觉信息要比SⅠ区多。脑部正电子发射体层摄影(position emission tomography,PET)扫描发现,当主体感受到外周疼痛刺激时,SⅡ区明显强化[8]。对转换障碍患者的脑功能不对称性研究发现,SD患者存在SⅡ区异常,其确切机制还有待进一步研究[9]。Stern等[10]运用脑电图检查发现,疼痛障碍神经性疼痛患者疼痛相关脑区、岛叶、后顶叶皮质、SⅠ区、SⅡ区过度激活。但Sarnthein等[11]对疼痛障碍患者的脑电图研究显示,岛叶、后顶叶皮质、SⅠ区、SⅡ区未见明显激活,这可能与两个研究所纳入病例的临床症状及体征存在差异有关。丘脑枕内侧与中央后回感觉联合区有直接联系,与中央前回无联系。
2.3扣带回扣带回是边缘系统的重要组成部分,扣带回前部广泛接受隔区、丘脑前核、海马旁回、壳核、苍白球、前嗅脑、丘脑中缝核、髓板内侧核群下丘脑及后顶叶皮质的传入纤维,发出纤维投射到内侧额叶皮质、后扣带回、中央前回以及丘脑、中脑导水管周围灰质、杏仁核、壳核、尾状核、黑质等皮质下结构。Valet等[12]发现,疼痛障碍患者扣带回和岛叶灰质减少;Kuchinad等[13]对肌纤维痛患者及Schmidt-Wilcke等[14-15]对慢性压力性疼痛和偏头痛患者的研究发现,扣带回和岛叶灰质体积减小。Derbyshire等[16]对6例慢性非典型面神经痛患者和6例正常人面部行局部热刺激,同时运用PET进行扫描,观察两组受试者脑血流灌注情况,研究发现,两组受试者丘脑、前扣带回、豆状核、岛叶、额叶皮质的血液灌注量比较差异有统计学意义,而这些正是内侧痛觉系统的重要组成部分。扣带回外科切除已被用于治疗慢性以及采用化学方法不可治疗的疼痛,但是有些患者的疼痛只能部分得到缓解,这可能提示扣带回只是参与了躯体和内脏运动功能和痛反应,但并不是其功能定位的主要区域[17]。
2.4岛叶神经解剖学证实,岛叶与功能性皮质、皮质下核团、白质纤维间存在广泛联系,岛叶侧重于感觉的整合功能,特别是在紧急情况下躯体识别相关的感觉功能[18-19]。Dijkerman和de Haan[20]认为,岛叶通过识别-感知途径参与了中枢感觉功能的形成,途径是从顶叶前部通过SⅡ区到岛后叶。Eickhoff等[21]对内脏和躯体感觉传入形成机制的fMRI 研究发现,内脏和躯体感觉形成于不同皮质区,但是这种定位在岛叶表现得却不明显,这也说明岛叶参与的似乎并不是某一种感觉的确切形成过程。一项fMRI研究显示,进行低强度刺激时,PSPD患者前、后岛叶较正常人明显激活[22]。结合PET与fMRI对神经性疼痛的研究发现,局限于岛叶区的病变可导致疼痛程度减轻,以及对疼痛刺激的耐受[23],且前岛叶处于主导地位[24],但其确切作用机制还有待进一步明确。
2.5尾状核扣带回接受尾状核,特别是头部的投射[25-26],且联系的突触末梢分布比较集中。Hakala等[27]为了验证躯体化障碍患者存在中枢神经系统代谢异常这一假说,运用PET对女性躯体化障碍和未分化的躯体化障碍患者的脑血流灌注进行研究发现,与正常组相比,患者双侧尾状核、左侧壳核及右侧中央前回代谢明显降低,推测区域性脑代谢减低可能是躯体化障碍的病理生理学机制。在以上研究的基础上研究者又对上述代谢异常脑区行头颅MRI研究显示,患者双侧尾状核体积较正常组显著扩大(P<0.05),认为尾状核体积增大可能与躯体化障碍的病理生理学机制有关,但其确切作用途径及机制不明[28]。Feusner等[29]研究发现,躯体变形障碍患者存在双侧尾状核头过度激活。
2.6各脑叶额叶前联络皮质接受大量来自顶、颞、枕、扣带回、丘脑皮层下的信息,传出纤维几乎到达所有大脑皮质区和所有皮质下区。颞叶边缘皮质受损后可导致患者易情感起伏、精神脆弱,可引起记忆缺失和视觉失认症[30]。枕叶是主要的视觉区,其具有整合视觉、听觉以及视觉、触觉信号的功能,因此额颞顶脑区和连接脑区间神经纤维的受损,可能导致SD患者视觉、听觉、触觉等处理过程存在一定缺陷。de Greck等[31]对PSPD患者行单光子发射计算机断层成像术(single-photon emission computed tomography,SPECT)研究发现,患者双侧颞叶,尤其是双侧海马旁回血流动力学反应增加。Karibe等[32]对10例PSPD患者和10例正常人行脑SPECT发现,患者组皮质下区局部脑血流(regional cerebral blood flow,rCBF)升高,尤其是下丘脑、扣带回,而双侧额叶、枕叶及左颞叶的rCBF显著降低。Feusner等[29]发现,躯体变形障碍患者的fMRI提示,眶额叶皮质过度激活、左枕叶皮质活动减低,表明存在初级视觉系统、视觉处理的上下调控机制异常。Garcia-Campayo等[33]对PSPD患者进行SPECT扫描显示,单侧或双侧额叶、额前区血流灌注不足。对慢性疲劳综合征患者的脑灌注研究发现,患者额叶、颞叶、顶叶、枕叶脑灌注功能不同比例下降[34]。Koh等[35]结合SPECT与相关化验检查对未分化的躯体化障碍患者的脑活动与免疫系统的关联性研究发现,患者左侧顶下小叶和左缘上回灌注减低。对躯体型妄想障碍患者研究发现,患者颞叶、顶叶rCBF下降,且左侧明显[36]。对1例转换障碍且右侧肢体轻度偏瘫的女性患者的fMRI研究显示,患者右颞叶内侧、右杏仁核活动明显增强,左侧颞叶皮质活动明显减弱,提示脑不对称性可能是转换障碍的发病机制[9]。SD患者脑功能网络连接、扣带回和岛叶连接、感觉运动皮质间连接、大脑前部静息态固有连接存在异常[37]。但是,对疼痛障碍患者的全脑灰质、白质体积以及脑脊液体积与正常人对比未发现差异,且灰质体积与相应临床症状无显著相关性[12]。
2.7小脑神经生理学研究发现,有意识本体感觉的信息将最终到达大脑皮质,而无意识本体感觉信息则到达小脑,小脑与前额叶背外侧区间存在特殊联系,这种联系支持感觉功能的跨区域作用[38-39]。有学者认为,小脑通过与脑干和边缘系统的广泛联系而参与了认知情感回路[40-41]。Berman等[42]研究发现,肠易激综合征患者脑内与躯体化疼痛、内脏压力相关的小脑、脑前扣带回、岛叶、前额叶皮质、丘脑脑区激活区域脑灌注增加。Fitzgerald等[43]对抑郁症患者和正常人不同情绪反应的研究发现,抑郁症患者小脑存在不同程度的功能活动减低区。用fMRI观察健康志愿者在执行4种不同任务刺激时小脑的活动发现,在辨别物体时,齿状核被激活的面积扩大、信号强度增加,并认为这可能提示小脑齿状核实际上未参与精细运动的控制,而是参与了感觉的获得和辨别[44]。
3小结
近年来,SD发病率逐渐上升。目前神经解剖学与神经影像学的发展为SD可能存在的潜在发病机制的研究提供了一些证据,但这不足以成为其分类的依据。有理由相信,在今后的科研工作和临床诊断中,神经影像学将在未来精神疾病分类中发挥越来越重要的作用。
参考文献
[1]中华医学会精神科分会.中国精神障碍分类与诊断标准(CCMD-3)[M].3版.济南:山东科技出版社,2001:108-113.
[2]American Psychiatric Association:Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders-4th edition(DSM-IV)[M].4th ed.Washington D C:American Psychiatric Association,1994:297-315.
[3]王祖承,廉彤.DSM-5的诊断改变是否合理[J].上海精神医学,2011,23(2):128.
[4]钟静玫,武绍远,许秀锋,等.磁共振波谱分析对躯体形式疼痛障碍的功能定位[J].中国疼痛医学杂志,2004,10(3):142-146.
[5]Schmidt-Wilcke T,Leinisch E,Gänssbauer S,etal.Affective components and intensity of pain correlate with structural differences in gray matter in chronic back pain patients[J].Pain,2006,125(1/2):89-97.
[6]Derbyshire SW,Jones AK,Creed F,etal.Cerebral responses to noxious thermal Stimulation in chronic low back pain patients and normal controls[J].Neuroimage,2002,16(1):158-168.
[7]Apkraian AV,Bushnell MC,Treede RD,etal.Human brain mechanism of pain perception and regulation in health and disease[J].Eur J Pain,2005,9(4):463-484.
[8]吴国冀,陈正秩.痛觉调制通路的研究现状[J].针刺研究,2001,26(4):314-320.
[9]Kanaan RA,Craig TK,Wessely SC,etal.Imaging repressed memories in motor conversion disorder[J].Psychosom Med,2007,69(2):202-205.
[10]Stern J,Jeanmonod D,Sarnthein J.Persistent EEG over-activation in the cortical pain matrix of neurogenic pain patients[J].NeuroImage,2006,31(2):721-731.
[11]Sarnthein J,Stern J,Aufenberg C,etal.Increased EEG power and slowed dominant frequency in Patients with neurogenic pain[J].Brain,2006,129(Pt 1):55-64.
[12]Valet M,Gündel H,Sprenger T,etal.Patients With pain disorder show gray-matter loss in pain-processing structures:a voxel-based morphometric study[J].Psychosom Med,2009,71(1):49-56.
[13]Kuchinad A,Schweinhardt P,Seminowicz DA,etal.Accelerated brain gray matter loss in fibromyalgia patients:premature aging of the brain?[J].J Neurosci,2007,27(15):4004-4007.
[14]Schmidt-Wilcke T,Leinisch E,Straube A,etal.Gray matter decrease in patients with Chronic tension type headache[J].Neurology,2005,65(9):1483-1486.
[15]Schmidt-Wilcke T,Gänssbauer S,Neuner T,etal.Subtle Grey matter changes between migraine patients and healthy controls[J].Cephalalgia,2008,28(1):1-4.
[16]Derbyshire SW,Jones AK,Devani P,etal.Cerebral responses to pain in patients with atypical facial pain measured by position emission tomography[J].J Neurosurg Psychiatry,1994,57(10):1166-1172.
[ 17]夏勋,顾建文,屈延,等.扣带回不同区域毁损对精神障碍疗效影响研究[J].立体定向和功能性神经外科杂志,2008,21(2):103-106
[18]王昌盛,王峰,孙涛.岛叶在癫痫中的作用研究进展[J].中华神经外科杂志,2007,23(10):797-798.
[19]Naghavi HR,Eriksson J,Larsson A,etal.The claustrum/insula region integrates conceptually related sounds and pictures[J].Neurosci Lett,2007,422(1):77-80.
[20]Dijkerman HC,de Haan EH.Somatosensory processes subserving perception and action[J].Behav Brain Sci,2007,30(2):189-201.
[21]Eickhoff SB,Lotze M,Wietek B,etal.Segregation of visceral and somatosensory afferents:an fMRI and cytoarchitectonic mapping study[J].Neuroimage,2006,31(3):1004-1014.
[22]Yoshino A,Okamoto Y,Yoshimura S,etal.Distinctive neural responses to pain stimuli during induced sadness in patients with somatoform pain disorder:An fMRI study[J].Neuroimage Clin,2013,2:782-789.
[23]Moisset X,Bouhassira D.Brain imaging of neuropathic pain[J].Neuroimaging,2007,37(Suppl):S80-88.
[24]Craig AD.Emotional moments across time:a possible neural basis for time perception in the anterior insula[J].Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci,2009,364(1525):1933-1942.
[25]Ilg R,Wohlschlöger AM,Gaser C,etal.Gray matter increase induced by practice correlates with task-specific activation:a combined functional and morphometric magnetic resonance imaging study[J].J Neurosci,2008,28(16):4210-4215.
[26]Kroenke K,Sharpe M,Sykes R.Revising the classification of somatoform disorders:key questions and preliminary recommendations[J].Psychosomatics,2007,48(4):277-285.
[27]Hakala M,Karlsson H,Ruotsalainen U,etal.Severe somatization in women is associated with altered cerebral glucose metabolism[J].Psychol Med,2002,32(8):1379.
[28]Hakala M,Karlsson H,Hurki T,etal.Volumes of the caudate nuclei in women with somatization disorder and healthy women[J].Psychiatry Res,2004,131(1):71-78.
[29]Feusner JD,Moody T,Hembacher E,etal.Abnormalities of visual processing and frontostriatal systems in body dysmorphic disorder[J].Arch Gen Psychiatry,2010,67(2):197-205.
[30]McGaugh JL.The amygdala modulates the consolidation of memories of emotionally arousing experiences[J].Ann Rev Neurosci,2004,27:1-28.
[31]de Greck M,Bölter AF,Lehmann L,etal.Changes in brain activity of somatoform disorder patients during emotional empathy after multimodal psychodynamic psychotherapy[J].Front Hum Neurosci,2013,7:410.
[32]Karibe H,Arakawa R,Tateno A,etal.Regional cerebral blood flow in patients with orally localized somatoform pain disorder:a single photon emission computed tomography study[J].Psychiatry Clin Neurosci,2010,64(5):476-482.
[33]Garcia-Campayo J,Sanz-Carrillo C,Baringo T,etal.SPECT scan in somatization disorder patients:an exploratory study of eleven cases[J].Aust N Z J Psychiatry,2001,35(3):359-363.
[34]Ichise M,Salit IE,Abbey SE,etal.Assessment of regional cerebral perfusion by 99 Tcm-HMPAO SPECT in chronic fatigue syndrome[J].Nucl Med Commun,1992,13(10):767-772.
[35]Koh KB,Sohn SH,Kang JI,etal.Relationship between neural activity and immunity in patients with undifferentiated somatoform disorder[J].Psychiatry Res,2012,202(3):252-256.
[36]Wada T,Kawakatsu S,Komatani A,etal.Possible association between delusional disorder,somatic type and reduced regional cerebral blood flow[J].Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry,1999,23(3):353-357.
[37]Otti A,Guendel H,Henningsen P,etal.Functional network connectivity of pain-related resting state networks in somatoform pain disorder:an exploratory fMRI study[J].J Psychiatry Neurosci,2013,38(1):57-65.
[38]Gaytán SP,Pásaro R,Coulon P,etal.Identification of central nervous system neurons innervating the respiratory muscles of the mouse:atransneuronal tracing study[J].Brain Res Bull,2002,57(3-4):335-339.
[39]朱景宁,张月萍,王建军.小脑参与内脏活动调节的研究进展[J].中国神经科学杂志,2003,19(4),268-272.
[40]Soares JC,Mann JJ.The functional neuroanatomy of mood disor-ders[J].J Psychiatr Res,1997,31(4):393-432.
[41]Soares JC,Mann JJ.The anatomy of mood disorders--review of structural neuroimaging studies[J].Biol Psychiatry,1997,41(1):86-106.
[42]Berman S,Munakata J,Naliboff BD,etal.Gender differences in regional brain response to visceral pressure in IBS patients[J].Eur J Pain,2000,4(2):157-172.
[43] Fitzgerald PB,Laird AR,Maller J,etal.A meta-analytic study of changes in brain activation in depression[J].Hum Brain Mapp,2008,29(6):683-695.
[44]Glickstein M,Sultan F,Voogd J.Functional localization in the cerebellum[J].Cortex,2011,47(1):59-80.
Research Progress on Neuroanatomy and Neuroimaging of Somatoform Disorders
CHENGXiao-yang1,WANGJian2.
(1.DepartmentofRadiology,LuoyangCentralHospitalAffiliatedtoZhengzhouUniversity,Luoyang,471000;2.DepartmentofMRI,ImagingCenter,theFirstAffiliatedHospitalofXinjiangMedicalUniversity,Urumqi830054,China)
Abstract:The clinical manifestations of somatoform disorder (SD) are various.At present,there are many theories about the mechanism of SD in the fields of biochemistry,neuroendocrinology and neuroimmunology,while its pathogenesis has not been clarified,research process is also relatively slow.Besides,various theories about the mechanism of SD are not entirely the same or inconsistent with each other.In recent years,development of brain functional imaging technology provides an approach for exploring the pathogenesis of SD intuitively.Here is to make a review of the advances of neuroimaging in the research on SD,in order to provide reference for the etiological study and sub-classification of this disease.
Key words:Somatoform disorders; Functional magenetic resonance imaging; Neuroimaging;Neuroanatomy
收稿日期:2014-02-14修回日期:2014-09-09编辑:辛欣
doi:10.3969/j.issn.1006-2084.2015.08.042
中图分类号:R749.72
文献标识码:A
文章编号:1006-2084(2015)08-1454-04