神经

一项灌注fMRI研究:疱疹后神经痛的定量脑血流标记以及功能相关性研究

作者:周围神经和神经免疫组 张毅韬 赵彦胤 来源:app.medtrib.cn 日期:2015-06-16
导读

         3.左岛叶:左岛叶的动态CBF与双侧尾状体、右侧岛叶、额下回的CBF变化的关联度升高,而与右侧颞叶皮质的关联度下降。4.右丘脑:右丘脑的动态CBF与左侧丘脑、两侧豆状核、左侧尾状核、颞下回的CBF变化的关联度升高,没有发现关联度明显下降的。

  

  脑血流量(Cerebral Blood Flow)与脑的代谢密切相关,局部脑血流量(rCBF)可以用动脉自旋标记(ASL)MRI量化。ASL MRI可以同时收集受试者静态和动态CBF的结果。其中静态CBF是不同时间域上各个voxel的平均CBF值的量化,因此可反应rCBF的变化;而动态CBF则分析不同区域的互相关(cross-correlation),用以发现处理特定疼痛信息的大脑环路。

  周围神经病理性疼痛常由周围神经的损伤或功能紊乱导致,最近研究也发现它亦与中枢神经元之间的连接改变有关。作者希望可以辨认处理带状疱疹后神经痛(PHN)的皮层网络,并通过监测静息时的脑活动以辨认PHN对功能连接的影响。

  本实验以11名合格的右利手的PHN患者(均为男性)为实验组,11名与患者年龄相匹配的、右利手健康男性为对照组。

  结果:

  一、静态CBF

  与对照组相比,PHN患者的“享乐区”(如左纹状体包含尾状核头和豆状核)、感觉区(如右丘脑、左S1区)、运动区(如左侧主要运动皮质M1区)、情感区(如左岛叶、左杏仁核)的CBF均有增加。在左顶下小叶的一些分区(包括左缘上回和左角回),右梭状回、两侧的颞上回和颞横回中部CBF也有增加。而与对照组相比,患者两侧的额叶皮质、右顶下小叶(包括右缘上回、右角回)的CBF则下降。

  作者发现,在上述PHN患者CBF变化的区域中,PHN患者左S1区、左岛叶、右丘脑、左尾状核的CBF变化明显,这与先前研究BOLD MRI的结果是一致的。更重要的是,作者发现这四个区CBF的变化与VAS疼痛评分有着十分明显的正性相关,强烈提示它们参与到了PHN疼痛的过程中。

  二、动态CBF

  作者用种子相关分析方法(SCA),评估这四个疼痛相关区域的功能网络。作者分别发现了PHN患者脑中与左尾状核、左S1、左岛叶、右丘脑这四个“种子点”的关联度升高和下降的区域。其中:

  1.左尾状核:左尾状核的动态CBF与双侧丘脑区、双侧后扣带回皮质、右侧豆状核、左侧岛叶、左侧内侧前额叶皮质、右侧海马旁回以及包括顶叶、双侧颞中回、双侧舌回的大脑皮质CBF的变化的关联度升高,而与右侧内侧前额叶皮质CBF变化的关联度下降。

  2.左S1:左S1的动态CBF与前额叶皮质的CBF变化的关联度升高,没有发现关联度明显下降的。

  3.左岛叶:左岛叶的动态CBF与双侧尾状体、右侧岛叶、额下回的CBF变化的关联度升高,而与右侧颞叶皮质的关联度下降。

  4.右丘脑:右丘脑的动态CBF与左侧丘脑、两侧豆状核、左侧尾状核、颞下回的CBF变化的关联度升高,没有发现关联度明显下降的。

  讨论

  先前的研究就已揭示岛叶、S1、丘脑与急性、慢性疼痛有关,这些区域可分析疼痛的强度和位置。PHN的严重程度与丘脑的CBF量有关。过往有些研究认为,丘脑CBF增加,而还有一些研究认为在慢性疼痛中,丘脑CBF是下降的。作者认为,丘脑的CBF变化或许与疼痛的发病机制、类型、严重程度、自发疼痛的持续时间有关。S1可能对于神经疼痛的调节有重要作用。运动区如M1的CBF增加,应该是在实验中患者避免运动诱发的疼痛导致的。纹状体对于PHN疼痛有着重要作用,或许处于处理痛觉信息和情绪信息的“中心”地位。作者的研究没有发现前扣带回和前额叶皮质受到PHN的影响。但是之前的研究提示它们受到疼痛不适感的调控,而很多研究认为前扣带回可被诱发疼痛、急性疼痛、内脏疼痛激活。而在PHN患者中这两个区域未受影响,提示慢性、急性疼痛的处理或许有不同的机制。

  作者用动态CBF分析,发现了3条涉及处理PHN疼痛的通路。第一条包括纹状体、岛叶、丘脑。第二条包括额叶皮质-基底节-丘脑-大脑皮质通路。第三条包括脑的奖励通路中的部位,包括纹状体、前额皮质、杏仁核、海马旁回。

  量化的CBF测量有很好的对疼痛敏感脑区的定位和监测功能。通过监测和比较,ASL或许能用来评价药物的疗效,也可作为临床评价疼痛的一个客观的方法。

  本研究的不足之处有:(1)因为所有PHN患者一直在经受严重程度变化不大的疼痛,故无法分析CBF与疼痛强度之间的关系;(2)样本的年龄选择;(3)种子相关分析方法,不能体现有关联的区域之间影响的方向。

  参考文献:

  Jing Liu , Ying Hao , Minyi Du , et al. Quantitative cerebral blood flow mapping and functional connectivity of postherpetic neuralgia pain: A perfusion fMRI study[J].PAIN 154 (2013) 110–118.

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