创伤后应急障碍患者认知功能改变与弥散张量成像的相关性研究

孙德勇，张　楠

创伤后应急障碍患者认知功能改变与弥散张量成像的相关性研究

孙德勇，张楠

［摘要］目的探讨创伤后应激障碍（PTSD）作为个体暴露于异常强烈的精神应激人群认知功能的改变与脑白质神经纤维完整性的关系。方法通过韦氏记忆量表、威斯康星卡片分类测验分别对PTSD组患者和健康组患者进行量表评估，然后利用弥散张量成像（DTI）观察PTSD组异常脑区，根据数据统计分析，进而探讨PTSD认知功能改变与异常脑区白质纤维完整性的关系。结果左侧小脑FA值与韦氏记忆量表中的理解、联想、再生3项，以及WSCT中的正确反应数（CT）呈正相关（r＝0.586，P＝0.003；r＝0.457，P＝0.021；r＝0.463，P＝0.014；r＝0.505，P＝0.008），胼胝体FA值与WSCT的分类数、韦氏记忆量表中长时记忆呈正相关（r＝0.568，P＝0.004；r＝0.498，P＝0.006）。结论PTSD组患者认知功能的异常改变与胼胝体压部脑白质异常增生及右侧小脑神经纤维缺失有关。

［关键词］创伤后应激障碍；认知功能；弥散张量成像

创伤后应激障碍（post-traumatic stress disorder，PTSD）是个体暴露于异常强烈的精神应激后延迟发生的一类临床症状严重、极大损害精神健康的应激相关障碍［1］。其临床表现多样，主要包括创伤经历再体验、警觉性增高、回避行为、负性的认知和情绪等四大症候群。目前，随着突发性灾害事件的逐年增多，灾民的心理状态受到关注，该类疾病逐渐成了医学界研究的重点［2］。

目前PTSD的发病机制仍不明确，其诊断主要依赖于临床症状评估，缺少客观的生物学指标。神经影像学技术如正电子发射计算机断层扫描、单光子发射计算机体积扫描及磁共振成像等可用于研究PTSD患者的脑功能或结构改变，有助于揭示PTSD的发病机制，进而寻找有效的预测、诊断及治疗评估指标。国内外的相关研究发现PTSD患者存在一系列脑功能和结构的异常，这些结果主要集中在海马、内侧前额叶皮质、杏仁核、岛叶及胼胝体等部位［3］。本文就PTSD患者认知功能改变与异常脑区的关系进行探讨分析。

1　资料与方法

1.1一般资料PTSD组纳入标准：（1）符合国际疾病与相关健康问题统计分类（第10版）；（2）PTSD检查量表平民版筛查问卷评分≥44分；（3）首次发病。排除标准：（1）5 d以上意识昏迷史；（2）存在明确的神经系统疾病史；（3）存在脑外伤病史；（4）存在精神病史；（5）有药物滥用现象；（6）不能配合完成检查。非纳入标准：（1）经历或目睹重大精神创伤事件；（2）PTSD检查量表平民版筛查问卷评分＜44分；（3）无药物滥用现象。

1.2方法

1.2.1神经心理学测试（1）韦氏记忆量表（Wechsler Memory Scale，WMS）采用龚耀先修订的甲式韦氏记忆量表（WMS）评估记忆。包括1-100、100-1、累加、短时记忆、长时记忆、记图、再认、再生、联想、触摸、理解、背数十二个分测验。其中触摸分未进行，取其加权分［4］。（2）威斯康星卡片分类测验（WSCT）：该测验由HeatonR.K1981年编制，采用Spaulding的设计的计算机软件版本来操作。操作时不把分类顺序和原则告诉受试者，只告知其每次选择是否正确［5］。

为保证量表评估的可信度，所有评估均由2名副高以上职称的医师采用单盲法评估研究对象。

1.2.2弥散张量成像（DTI）数据采集采用GE3.0 T Discovery750磁共振全身扫描仪及头部相控阵线圈对所有受试者进行常规磁共振扫描和FA值采集，成像范围覆盖全脑。常规磁共振扫描参数：采用自旋回波（SE）脉冲序列获取T1WI解剖像，重复时间（repetition time，TR）＝8.2 ms，回波时间（echo time，TE）＝3.2 ms，翻转角（flip angle）＝12°，矩阵＝256×256，视野（field view，FOV）＝240 mm×240 mm，层厚＝1.2mm，层间距＝1.2mm，层数＝136。弥散张量成像扫描参数：重复时间（repetition time，TR）：8000ms；回波时间（echo time，TE）：minimum；视野（field view，FOV）：240 mm×240 mm；扫描矩阵（Matrix）：128 mm×128 mm；层厚：2.5 mm；层间距＝0 mm；层数：53梯度方向：15；b值：2个，0，1000；脉冲重复激发次数（number of excitations，NEX）：2；扫描时间：4分24秒；获得图像848幅。

1.2.3数据预处理在参数指标图的统计分析前，首先要进行图像的预处理，通过预处理来消除被试大脑间的差异，以方便将所有采集到的磁共振数据融合到一起进行分析；同时要通过相应的处理过程提高图像的信噪比。为了消除不同人大脑间的差异，使不同的患者或者健康对照组的大脑体素一一对准，必须使用预处理后的参数指标图与标准模板进行配准。由于SPM或者FSL均没有提供FA、MD等指标的标准模板，通常要通过下面的方法实现参数图像的标准化，首先将被试者的b0图用全脑T2W1标准模板进行配准，再将配准生成的参数写到各个被试的参数图中去，从而实现参数指标图的配准。

采用SPSS 17.0统计学软件进行处理分析，计量资料以均数±标准差（±s）表示。统计方法采用t检验，χ2检验及Pearson相关分析等。

2　结　果

2.1PTSD组与健康组一般资料比较PTSD组与健康组受试者一般资料方面差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

表1　PTSD组与健康组的人口学和临床资料比较

2.2PTSD组与健康组量表评估比较

2.2.1PTSD组与健康组的记忆比较在韦氏记忆量表中，PTSD组的1-100、长时记忆、短时记忆、再生、联想、触摸、理解、记图、记商均有显著性差异（P＜0.05）。见表2。

表2　PTSD组与健康组韦氏记忆量表比较

2.2.2PTSD组与健康组执行功能的比较在威斯康星卡片分类测试测验中，在总测验次数（TT）两组之间无统计学差异（P＞0.05）的情况下，PTSD组的正确数（CT）和分类数（Categories）明显少于健康组，有统计学意义（P＜0.05）。错误总数（TE）、持续错误数（PE）、随机错误数（RE）明显多于健康组，具有统计学意义（P＜0.05）。见表3。

2.3PTSD组与健康组脑白质各向异性FA值比较见表4，图1、2。

2.4PTSD组FA值与认知功能的相关分析PTSD组有差异脑区的FA值同异常的神经心理测验成绩做相关分析，结果显示左侧小脑FA值与韦氏记忆量表中的理解、联想、再生3项，以及WSCT中的正确反应数（CT）呈正相关（r＝0.586，P＝0.003；r＝0.457，P＝0.021；r＝0.463，P＝0.014；r＝0.505，P＝0.008），胼胝体FA值与WSCT的分类数、韦氏记忆量表中长时记忆呈正相关（r＝0.568，P＝0.004；r＝0.498，P＝0.006）。而其余有差异脑区的FA值与异常的神经心理测验成绩的相关分析差异无统计学意义（P＞0.05）。

表3　PTSD组与健康组威斯康星卡片分类测试比较

表4　PTSD组与健康组脑白质各向异性FA值比较

3　讨　论

PTSD患者的记忆减退是一种常见的病理表现［6］。除此之外，人们在经历创伤后也会出现记忆功能的改变，这种改变表现在经历创伤并且发展成为PTSD的人群中更为明显［7］。该研究结果显示：PTSD组在韦氏记忆量表中，PTSD组的1-100、长时记忆、短时记忆、再生、联想、触摸、理解、记图、记商均有显著性差异（P＜0.05）。说明PTSD患者存在一定的记忆损害，再学习能力存在一定程度的减低。

图1　病例组较对照组FA增高的区域

图2　病例组较对照组FA减低的区域

海马负责陈述性记忆并将新的记忆归档，并参与环境信息的加工，在学习和记忆中发挥着重要作用。扣带回包括背侧和腹侧，背侧ACC（扣带皮质前部）参与执行/认知处理及对情绪的有意识调控，腹侧ACC参与情绪的自主控制、冲突监测以及情绪刺激的注意控制。国内外诸多专家及学者的实验也证明了PTSD患者确实存在着海马、扣带回结构的异常。如Wang等［8］采用4T磁共振成像对PTSD患者进行研究，结果显示海马体积减小主要位于CA3区和齿状回。Apfel等［9］研究发现，慢性PTSD患者的海马体积小于曾患PTSD现已恢复者，且PTSD患者当前的PTSD症状与海马的体积呈负相关。Corbo等［10］研究未发现PTSD患者ACC体积的异常，但患者ACC膝前部的形状发生了改变。Jatzko等［11］根据形态的不同将ACC分为四类，分析发现PTSD患者组和健康组内各类型所占比例不同，且不同类型（各类型均含PTSD患者组和对照组）ACC的体积有显著差异，提示ACC形态类型可能与PTSD发病有关。但本实验中未发现上述脑区的异常，反而异常区域集中在了胼胝体和小脑。胼胝体的主要功能是联系两侧大脑半球的皮质中枢，中后胼胝体参与调制情绪刺激和多种记忆功能。Nakao等采用氟伏沙明和行为治疗使强迫症状明显改善后，高度激活的眶额叶、前额叶背外侧和前扣带回皮质区域的激活程度均降低，但是和行为监控功能相关的顶叶、小脑的激活反而增加，这与行为监控相关脑区在治疗前激活增加不一致，究其原因可能与Nakao等的样本少（10个强迫症患者），不同样本异质程度大，论证强度不够有关。

通过Nakao的实验结论，结合脑部解剖学结构，再联系本实验中的异常脑区——胼胝体、小脑。我们可以大胆猜测，胼胝体极有可能是应激思维信号传递的中心枢纽。在执行冲突性任务时，其大脑行为监控区域（前扣带回、前额叶），额叶纹状体区域（眶额叶皮质外侧、尾状核和丘脑）必须经过胼胝体，而进行神经信号传导。而过度的信号刺激可能导致胼胝体髓鞘少突胶质细胞的功能糖蛋白（MOG）基因多态性G511C（Val/Val基因型）发生改变，继而增生，故见FA值增大。而小脑也极有可能是行为监控系统中的一部分，过度激活这些区域可能导致行为监测系统的功能紊乱，而产生的错误信号导致患者持续感觉到自己的行为没有执行完成，因而需要不停地反复进行检查校正［12］，成为PTSD症状的核心，并可能与执行冲突任务时诱发的各种应激行为过程有关。而过度的信号校正损伤了神经纤维，导致小脑FA值下降。

该结果在于认知功能进行相关分析时发现左侧小脑FA值与韦氏记忆量表中的理解、联想、再生三项，以及WSCT中的正确反应数（CT）呈正相关，胼胝体FA值与WSCT的分类数、Stroop色词测试中正确回答数、韦氏记忆量表中长时记忆呈正相关，对于PTSD患者的记忆力、注意力、执行力方面，虽然既往研究大多主张是由前额叶控制，但本实验同时证明了在额叶区域正常的情况下，小脑与胼胝体体积的改变也同样影响PTSD患者的认知能力，而值得注意的是胼胝体FA值与短时记忆亦呈正相关，因此，胼胝体FA值的增加对注意力、执行力有益的同时，也影响了强迫症患者对于长时记忆的变化。虽然本实验中，PTSD患者其他脑区无显著差异，但亦不能排除是小脑参与影响的可能。

参考文献

［1］陆邵佳，李凌江，高维佳，等.创伤后应激障碍病因及发病机制的研究进展［J］.医学与哲学：临床决策论坛版，2010，31（6）：49-50.

［2］李敏，李培培，张丽丽，等.汶川地震救援武警消防官兵心理健康状况及影响因素［J］.中华行为医学与脑科学杂志，2009，18 （3）：196-198.

［3］Pitman RK，Rasmusson AM，Koenen KC，et al.Biological studies of post-traumatic stress disorder［J］.Nat Rev Neurosci，2012，13（11）：769-787.

［4］龚耀先.中国修订韦氏记忆量表手册［M］.长沙：湖南医科大学，1989.

［5］Heaton RK.Wisconsin card sorting test manual［M］.Florida：Psychological Assessment Resources，Inc.Odessa，1981：39-52.

［6］陈娆，李建明，王健，等.精神发育迟滞患者韦氏记忆测验结果及其相关因素［J］.中国康复理论与实践，2014，20（6）：558.

［7］Steinmetz KR，Scott LA，Smith D，et al.The effects of trauma exposure and post-traumatic stress disorder（PTSD）on the emotion-induced memory trade-off［J］.Front Integr Neurosci，2012，6：34.

［8］Wang Z，Neylan TC，Mueller SG，et al.Magnetic resonance imaging of hippocampal subfields in post-traumatic stress disorder ［J］.Arch Gen Psychiatry，2010，67（3）：296-303.

［9］Apfel BA，Ross J，Hlavin J，et al.Hippocampal volume differences in Gulf War veterans with current versus lifetime posttraumatic stress disorder symptoms［J］.Biol psychiatry，2011，69 （6）：541-548.

［10］Corbo V，Clement MH，Armony JL，et al.Size versus shape differences：contrasting voxel-based and volumetric analyses ofthe anterior cingulate cortex in individuals with acute posttraumatic stress disorder［J］.Biol Psychiatry，2005，58（2）：119-124.

［11］Jatzko A，Vogler C，Demirakca T，et al.Pattern and volume of the anterior cingulate cortex in chronic posttraumatic stress disorder（PTSD）［J］.Eur Arch Psychiatry Clin Neurosci，2013，263（7）：585-592.

［12］Marguliesa DS，Vincentc JL，Kellye C，et al.Precuneus shares intrinsic functional architecture inhumans and monkeys［J］.Proc Natl Acad Sci USA，2009，106（47）：20069-20074.

［2015-08-16收稿，2015-09-14修回］［本文编辑：李思睿］

Relationship between the cognitive function in PTSD patients and DTI finding

SUN De-yong，ZHANG

Nan.
Qingdao first nursing home，Ji＇nan Military Area Command，Qingdao，Shandong 266071，China

［Abstract］Objective To investigate the relationship between PTSD test of cognitive function changes in people suffered abnormal mental stress with white matter nerve fiber integrity.Methods Wechsler Memory Scale，WCST were used to assess PTSD Scale of patients and health，and then diffusion tensor imaging（DTI）used to observe abnormal brain regions of PTSD group，according to the statistical analysis of data，and then to discuss changes in the relationship between PTSD and cognitive function abnormal brain white matter fiber integrity.FA values in the left cerebellum correlated with the Wechsler Memory Scale of understanding，Lenovo，regeneration 3，as well as the correct response WSCT number（CT）was（r＝0.586，P＝0.003；r＝0.457，P＝0.021；r＝0.463，P＝0.014；r＝0.505，P＝0.008），the number of classes of the corpus callosum FA values WSCT，the Wechsler Memory Scale in long-term memory was positively correlated（r＝0.568，P＝0.004；r＝0.498，P＝0.006）.ConclusionCognitive abnormalities of the corpus callosum and white matter in patients with PTSD group function dysplasia and right cerebellar fibers are related to the loss.

［Key words］Post-traumatic stress disorder；Cognitive function；Diffusion tensor imaging

［中图分类号］R395.1：R749.99：R445.3

［文献标志码］A

［作者单位］266071山东青岛，济南军区青岛第一疗养院理体疗科（孙德勇，张楠）

DOI：10.14172/j.issn1671-4008.2016.02.008