目的:乳腺癌术后慢性疼痛的高发病率和慢性疼痛的长期病理性疼痛严重影响了大量乳腺癌患者术后的生活质量。基于核磁共振成像技术(MRI)的脑功能、脑结构和脑神经递质的多层次脑成像分析,近年来被认为对评价疼痛程度及判断疼痛病理发展进程具有重要意义。本研究拟通过基于体素的形态学方法(VBM),局部一致性(Re Ho)、比率低频振幅(f ALFF)和度中心性(DC)的方法探索乳腺癌术后慢性疼痛患者术后早期大脑结构、神经元功能和大脑功能网络的改变,为慢性疼痛的机制研究、临床预防和治疗提供参考。方法:53例择期行乳腺癌根治术患者纳入本研究,年龄18～65岁,ASA分级I或II级,根据术后第3个月的数字疼痛评分(NRS)分为2组:术后慢性疼痛组31人(NRS>0分,P组)和术后无痛组22人(NRS=0分,NP组)。所有患者于术后7天内行MRI全脑扫描,获取静息态MRI,高分辨率3D T1WI结构像、常规T1和T2加权成像数据。分别比较术后慢性疼痛组与术后无痛组患者术后早期大脑灰质体积、局部一致性、比率低频振幅和度中心性的差异。结果:1.与NP组比较,P组患者右侧中央后回灰质体积降低,右侧额上回灰质体积增加(cluster size>50,P<0.001)。2.术后慢性疼痛组患者左侧小脑前、后叶和右额罗兰迪克岛盖的Re Ho值增高,而右侧顶下小叶、缘上回、左侧顶上小叶、楔前叶及右侧顶上小叶、楔前叶的Re Ho值均降低。术后慢性疼痛组患者的右小脑脚f ALFF值增加,而右侧内侧前额叶(m PFC)和前扣带回(ACC)、左侧后扣带回(PCC)和楔前叶(PCUN)的f ALFF值降低(cluster size≥15,p<0.005)。3.乳腺癌术后慢性疼痛组左侧中央前回的度中心性显著增高,双侧中扣带回(MCC)度中心性显著降低。使用线性支持向量机分类计算对DC分类效果进行评价后发现其准确率可以达到73.21%,AUC值为0.79。结论:乳腺癌术后慢性疼痛患者在术后早期就出现了大脑结构、功能和大脑功能网络的改变,这些改变远早于慢性疼痛的发生。默认模式网络和小脑部分区域的神经元功能紊乱会导致乳腺癌术后患者出现疼痛认知和情绪调节的功能异常,中扣带回(MCC)的度中心性改变提示了乳腺癌术后患者早期就开始了痛觉过敏的形成和发展。这些大脑区域的改变可能就是最终导致慢性疼痛发生的重要因素之一。而在初级躯体感觉皮层和次级躯体感觉皮层这些急性疼痛首先刺激的区域并没有观察到太多的功能改变,提示这些患者慢性疼痛的发生可能与术后早期手术应激、疼痛刺激导致的情绪障碍、疼痛调节障碍和痛觉过敏更为有关。这为我们今后的研究提供了一个新的思路和方向,这些大脑区域的神经功能活动水平也可能成为临床上监测急性疼痛向慢性疼痛转变的指标。