注意缺陷多动障碍儿童的fMRI与DTI初步研究 - 医学影像健康网

注意缺陷多动障碍儿童的fMRI与DTI初步研究 来源：本站原创 作者：范国光 发布时间：2007-11-02   前     言 注意缺陷多动障碍（ADHD）逐渐被认为是一种神经发育源性疾病，多儿童时期发病，常表现为注意缺陷、多动、冲动、学习困难等。 ADHD发病机理仍不清楚：以往“额叶－纹状体”神经回路异常假说被普遍接受。研究较多的脑区：腹外侧前额叶、背外侧前额叶、前扣带回、纹状体（尾状核、壳核）。近些年来，有学者提出“小脑－丘脑－前额叶”神经回路学说，认为小脑除了参与机体的运动调节、控制之外，还通过该神经回路参与机体的某些认知行为（如工作记忆、情感处理等）的调节。 研究一、注意缺陷多动障碍儿童小脑功能缺陷的fMRI研究 传统的“大脑小脑环路”学说：认为小脑只参与机体的运动调节；近几年有研究认为小脑输出仅部分投射到运动皮层，小脑和大脑皮层的其它区域间亦存在交互作用；“小脑－丘脑－前额叶”神经回路假说，认为小脑亦参与认知行为的调节。 本研究将运用以卡通图片为刺激的分类n-back范式(快速事件相关)fMRI，来初步探索ADHD儿童小脑功能有无异常。 1、材料与方法 病例组：12名ADHD儿童（10名男孩，2名女孩，年龄10.5±1.4岁）；对照组12名正常儿童（9名男孩，3名女孩，年龄10.6±1.6岁），两组被试在受教育程度方面相匹配。     病例组儿童满足DSM-IV中有关ADHD的父母和教师问卷诊断标准，且未经过治疗。其中，7名患者以注意缺陷为主，5名患者为混合型。    2、分类n-back范式刺激任务    刺激经E－Prime软件编程，并经AVOTEC投射系统投射到被试者视野范围内。小涴熊图片刺激为n-back靶刺激，其它图片刺激为基线刺激。刺激持续时间为500ms；靶刺激出现后刺激间隔时间为1500ms；其它间隔时间为500ms。实验由三段不同的任务组成，每段任务由124个刺激组成，每段任务持续时间为2分35秒，三段任务共需7分35秒。   被试需做出按键反应，用来获得行为学数据，主要为正确反应率和平均正确反应时。 3、MR扫描 采用Philips Intera Achieva 3.0T超导型磁共振扫描系统，应用8通道SENSE头线圈。首先行常规扫描，除外器质性病变。fMRI检查采用单次激发梯度平面回波序列（TR/TE = 2000/30 ms, FOV 220 mm, 矩阵64×64, 层厚4 mm，扫描层面平行于AC-PC线）。 4、图像分析与数据处理 采用SPSS10.0软件，对病例组和对照组的IQ、正确反应率和平均正确反应时进行t检验，p<0.05为有统计学意义。    基于Matlab平台的SPM2软件包。预处理包括头动校正、时间校正、空间标准化、平滑处理。fMRI-BOLD反应采用标准的血液动力学反应函数模型，将前面两个刺激均为动物类图片刺激的靶刺激对应的BOLD反应，定义为正确n-back反应；在个体水平，采用主效应模型，将正确n-back反应和基线刺激反应做比较，p<0.001为有统计学意义。采用随机效应模型，对组内和组间数据分别进行单样本和双样本t检验。对两实验组脑区激活程度和平均正确反应时、正确反应率做相关分析。 5、结果 两实验组双侧小脑半球各脑区激活强度与该组的平均正确反应时、 正确反应率间均无显著相关。当对照组>病例组时，病例组左侧小脑后叶激活较对照组减弱；当病例组>对照组，未见确切脑区显示，也即未见病例组激活较对照组增强的脑区出现。 研究二、ADHD儿童反应时与DTI部分各向异性值相关性研究 行为学反应时（RT）被广泛应用于认知神经科学，用来间接测量个体神经网络对信息的处理快慢程度。在同一认知行为中，个体间RT长短不一；有关机理仍不清楚；一种较新的观点：“脑白质生理学特性不同，神经传导速度不同，个体间RT不同”。 本研究设想采用分类n-back视觉工作记忆任务；以负责相关皮层功能区间功能联接的主要白质纤维束为感兴趣区（ROI）；定量研究ADHD儿童脑白质微观结构有无改变；观察ADHD儿童的RT是否存在异常；每组各个ROI的平均FA值（mFA）和RT间有无相关性，初步探索ADHD儿童RT异常的可能神经基础。 1、研究对象 病例组：16名ADHD儿童（满足DSM-IV问卷诊断标准，11名以注意缺陷型为主，5名为混合型）；对照组：16名正常儿童（受教育程度、利手方面相匹配）。  2、数据采集与MRI扫描 fMRI功能图像采集时，同时行行为学数据采集，获取平均正确反应时（mean RT，mRT）。 DTI扫描参数：SENSE因子2，层厚3mm ，层间距0mm，TR/TE=5500/78ms，FOV214，b＝800s/mm2，DTI扩散敏感梯度方向15。扫描层面平行于AC-PC。 3、图像分析 运用PRIDE软件先行运动校正，在彩色DTI矢量图上，进行ROI定义、FA测量。 感兴趣白质纤维：上纵束（SLF），以中央沟为界，分前后两部（ASLF，PSLF）；下纵束（ILF）；扣带束（CB）；胼周额部深部白质（PCF）；钩束（UF）；内囊前肢（AIC）；小脑中脚（MCP）；小脑上脚（SCP）；胼胝体膝部（GNU）；胼胝体压部（SPN）。 4、统计学分析 对两实验组各ROI的mFA及对两实验组的mRT先行方差齐性检验，后行双样本t检验。 对每组各ROI的mFA和该组的mRT间行非参数Spearman秩相关分析，p<0.05认为有统计学意义。 5、结    果 病例组双侧扣带束、右侧胼周额部深部白质的mFA较正常对照组减低；对照组的右侧胼周额部深部白质（PCF）双侧内囊前肢（ALC） mFA与mRT间呈负相关；病例组的右侧扣带束（CB）、双侧MCP的mFA与mRT间呈负相关。 结       论 在执行认知任务时，ADHD儿童左侧小脑功能较正常对照组减低。ADHD儿童的右侧胼周额部深部白质（PCF）、双侧扣带束（CB）的mFA较正常对照组减低。因此，右侧PCF、双侧CB的发育异常及左侧小脑功能低下可导致“额－丘脑－小脑”神经回路功能失联接，为ADHD儿童行为学异常的可能神经基础。 （作者：中国医科大学附属盛京医院）