第一部分联合体积与血流参数探究精神分裂症灰质结构与功能改变　　目的：　　精神分裂症（schizophrenia, SZ）患者存在脑结构与功能的改变。确定SZ患者不同类型的脑结构与功能变化有助于了解SZ发病机制及发现可靠的生物学标记。本文联合灰质体积（grey matter volume, GMV）与脑血流（cerebral blood flow, CBF）两种分析方法探究SZ患者全脑水平灰质结构与功能改变。　　材料与方法：　　本研究纳入符合入组标准的SZ患者100例及正常对照95例。SZ患者临床症状依据阳性与阴性症状评定量表（positive and negative symptom scale, PANSS）评估。利用GE Discovery MR7503.0T磁共振扫描仪对受试者进行结构像、血流灌注像采集。　　1.采用预处理后的结构像，在控制年龄、性别影响因素的情况下，基于体素水平比较SZ患者与正常对照在全脑范围内GMV差异，区分GMV改变脑区与GMV未改变脑区。　　2.采用预处理后的灌注像，在控制年龄、性别影响因素的情况下，分别在GMV改变脑区与GMV未改变脑区范围内，研究SZ患者结构改变不同的脑区脑功能的改变。　　3.在GMV与CBF未改变脑区范围内，计算CBF/GMV比值并进行组间比较，探究SZ患者脑灰质结构与功能失衡情况。　　4.计算组间比较显著性差异脑区影像学指标值与 PANSS量表、病程、用药量的相关性。　　结果：　　SZ患者灰质结构与功能改变分为4种类型：　　1.结构与功能同时受损，这些脑区包括前扣带与岛叶皮层，表现为GMV与CBF均减低；　　2.结构受损但功能代偿，包括部分额叶与颞叶皮层，表现为GMV减低、CBF正常；　　3.单纯功能异常：这些脑区涉及前扣带、外侧前额叶皮层及壳核，表现为GMV正常，CBF改变；　　4.结构与功能失衡，主要为海马与颞叶皮层，表现为GMV与CBF正常， CBF/GMV比值增加。　　结论：　　1.结合GMV与CBF，本文发现SZ患者4种灰质结构与功能改变类型，这有助于理解SZ复杂神经影像表现及探索SZ可靠的生物学标记。　　2.多模态磁共振研究可为研究SZ这类复杂疾病提供有效证据。　　第二部分精神分裂症患者注意网络内与网络间连接改变　　目的：　　精神分裂症（schizophrenia, SZ）患者常表现出注意功能损害与任务态下注意网络激活异常。然而，SZ患者静息状态下注意网络功能改变尚不清楚。注意网络被分为背侧注意网络（dorsal attention network，DAN）与腹侧注意网络（ventral attention network，VAN），两个子网络具有不同的连接模式与特定的功能。这些子网络是否在SZ患者中发生了功能改变尚不明确。本研究旨在探索SZ患者静息状态下背侧、腹侧注意网络网络内与网络间功能连接改变情况。　　材料与方法：　　本研究纳入符合入组标准的SZ患者97例及正常对照100例。采用阳性与阴性症状评定量表（positive and negative symptom scale, PANSS）评估SZ患者临床症状。利用GE Discovery MR7503.0T磁共振扫描仪对受试者进行结构像、静息态功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging, fMRI）数据采集。1.采用预处理之后的功能像，在控制性别和年龄影响因素的情况下，以右侧额眼区、右侧顶内沟做为感兴趣区，计算感兴趣区与全脑其他体素之间静息态功能连接（resting-state functional connectivity，rsFC），从而构建出DAN；类似地，以右侧颞顶联合及右侧前岛叶皮层作为感兴趣区构建VAN。　　2.采用预处理后的结构像，在控制年龄、性别影响因素的情况下，计算SZ患者DAN与VAN灰质体积改变。　　3.分别将DAN与VAN作为感兴趣区，计算其与全脑灰质其他体素之间rsFC。控制性别、年龄、感兴趣区灰质体积影响因素后，在DAN范围内，基于体素水平比较DAN功能连接在SZ患者与正常对照之间的差异，得到SZ患者DAN网络内功能连接改变；同样地，计算出SZ患者VAN网络内功能连接改变。　　4.控制性别、年龄、感兴趣区灰质体积影响因素后，在DAN范围内，基于体素水平比较VAN功能连接在SZ患者与正常对照之间的差异，得到SZ患者DAN网络间功能连接改变；同样地，在VAN范围内，比较DAN功能连接组间差异，得到SZ患者VAN网络间功能连接改变。　　5.计算rsFC分析得到的显著性差异脑区功能连接值与PANSS量表、病程、用药量的相关性。　　结果：　　1. SZ患者DAN与VAN灰质体积显著减小。　　2.去除灰质体积影响后，SZ患者在DAN与VAN呈现出网络内rsFC减低。在DAN内，连接减低脑区分布在双侧中央后回；在VAN，连接减低脑区包括右侧岛叶皮层、右侧缘上回、右侧中扣带皮层。　　3.去除灰质体积影响后，SZ患者在DAN与VAN表现出网络间rsFC增加。连接增加脑区包括双侧额中回、双侧缘上回、双侧中央前回、右侧岛叶皮层、右侧前扣带皮层、右侧顶上小叶及左侧中央后回。　　4.相关性分析发现双侧缘上回网络间rsFC与PANSS量表阴性症状评分存在负相关，右侧前扣带皮层网络间rsFC与当前药物剂量存在负相关。　　结论：　　1. SZ患者注意网络功能连接发生改变，表现为子网络内部功能连接减低，子网络间功能连接增加。注意网络功能连接改变可能是SZ患者出现注意功能损害的神经病理基础。　　第三部分精神分裂症患者颞极亚区功能失连接研究　　目的：　　虽然大量研究表明精神分裂症（schizophrenia, SZ）患者存在静息态功能连接（resting-state functional connectivity, rsFC）改变，但是关于颞极（temporal pole, TP）rsFC改变尚不清楚。依据功能连接模式不同，一侧TP可被分成几个亚区，然而，这些亚区在SZ患者中是否表现出不同的功能改变尚不明确。因此，本研究关注SZ患者与正常对照TP亚区rsFC差异，旨在探索SZ患者TP亚区水平功能改变。　　材料与方法：　　本研究纳入符合入组标准的SZ患者66例及正常对照76例。采用阳性与阴性症状评定量表（positive and negative symptom scale, PANSS）评估SZ患者临床症状。利用GE Discovery MR7503.0T磁共振扫描仪对受试者进行结构像及静息态功能像数据采集。除外梯度回波单次激发回波平面成像（echo planar imaging, EPI）技术，静息态功能磁共振（functional magnetic resonance imaging, fMRI）扫描还采用了梯度回波敏感编码螺旋填充（sensitivity-encoded spiral-in，SENSE-SPIRAL）成像技术。　　1.根据解剖连接模式，TP可以分为背侧、外侧与内侧亚区。分别从 EPI与SENSE-SPIRAL两种序列采集得到的标准化平均功能像提取TP各亚区信号值，比较两种成像技术所得TP区图像的信号强度与形变程度。　　2.以背侧、外侧、内侧亚区分别作为感兴趣区，构建亚区功能连接分布图。根据功能连接模式，将每侧TP各分成背侧（dorsal temporal pole, TPd）和腹侧（ventral temporal pole, TPv）两个亚区。　　3.以双侧TPd与TPv作为种子点，计算种子点与全脑灰质其他体素间rsFC。回归年龄、性别影响因素后，研究SZ患者TP亚区功能连接改变。　　4.采用预处理后的结构像，控制年龄、性别影响因素后，计算SZ患者TP亚区灰质体积改变，并将其作为协变量，探究灰质体积对rsFC组间差异的影响。　　5.计算rsFC显著性差异脑区功能连接值与PANSS量表、病程、用药量的相关性。　　结果：　　1. SENSE-SPIRAL序列采集得到功能像在TP亚区信号丢失少、图像变形小，因此选用该序列进行rsFC分析。　　2. rsFC组间比较结果示：SZ患者右侧TPd与参与语言处理及多模态整合的脑区之间功能连接减低，包括左侧颞上回、左侧中扣带皮层及右侧岛叶皮层。　　3. SZ患者TP亚区灰质体积减低，以右侧TPd为著，但右侧TPd灰质体积减小对该亚区rsFC结果无影响。　　4.右侧TPd功能连接改变与SZ症状、病程、用药量无显著相关。　　结论：　　1. SENSE-SPIRAL成像序列在TP区信号缺失与图像形变方面优于EPI序列。　　2. SZ患者存在TP亚区选择性功能失连接，该结果一方面支持SZ“失连接”假说，另一方面提示亚区水平研究可更精确地刻画SZ脑结构与功能改变。