第一部分广泛性焦虑障碍静息态功能磁共振成像研究目的:广泛性焦虑障碍(generalized anxiety disorder,GAD)是一种较为普遍的焦虑障碍亚型,发病率约为5.7%,基本特征是对很多事情,即使是日常事务感到过度担心、紧张。尽管广泛性焦虑障碍发病率较高,但关于该病的研究较其它焦虑障碍亚型少,且研究结果并不一致。本研究旨在应用静息态功能磁共振成像技术研究广泛性焦虑障碍患者全脑活动及网络连接的变化,以及其与临床症状评分的相关性,探讨广泛性焦虑障碍的病理生理学机制。研究方法:1.受试者一般资料28名首发未治疗广泛性焦虑障碍患者以及28名年龄、性别、受教育程度匹配的健康对照参与了本次静息态功能磁共振研究。采用焦虑自评量表(self-rating anxiety scale,SAS)、汉密尔顿焦虑量表(Hamilton anxiety rating scale,HAM-A)、GAD-7项量表(generalized anxiety disorder 7 items scale,GAD-7)和汉密尔顿抑郁量表(Hamilton depression rating scale,HAM-D)对广泛性焦虑障碍患者组和正常对照组进行临床精神量表测试。2.MRI扫描方法采用GE MR750 3.0T磁共振成像扫描仪,8通道相控阵头线圈采集数据。嘱受试者放松、闭眼,保持平静、清醒状态,不刻意思考,并将其头部固定。采集常规序列(T1WI、T2WI、T2-FLAIR)、静息态血氧水平依赖及薄层T1结构数据。常规序列发现异常表现者排除出组。3.数据预处理和分析运用基于MATLAB 2009b的SPM 8软件和REST 1.8软件对数据进行预处理。4.统计分析采用SPSS 18.0统计软件对两组在年龄、教育程度和临床症状评分的差异进行两样本t检验,两组性别差异采用χ2检验;以年龄为协变量,采用REST1.8软件两样本t检验逐体素分析两组低频振荡振幅(amplitude low-frequency fluctuation,ALFF)、功能连接(functional connectivity,FC)值,获得两组间差异有统计学意义的脑自发神经活动、功能连接(FDR校正),并提取差异脑区峰值Montreal Neurological Institute(MNI)空间坐标;采用Pearson相关分析方法评估临床焦虑症状评分和功能数据间的关系;P<0.05为差异有统计学意义。结果:1.临床数据统计结果两组在年龄、性别差异无统计学意义(P=0.822、1.000)。广泛性焦虑障碍患者组HAM-A评分、SAS评分和GAD-7评分显著高于健康对照组(P均<0.001)。两组HAM-D评分差异无统计学意义(P=0.607)。2.两组间ALFF、RSFC差异脑区双样本t检验显示,与健康对照组相比,广泛性焦虑障碍患者ALFF值明显增高的脑区主要有双侧背内侧前额叶、左楔前叶/后扣带回、左侧背外侧前额叶、右侧背外侧前额叶。广泛性焦虑障碍组背内侧前额叶与双侧眶额叶/岛叶、右侧前扣带回、右侧颞上回的功能连接显著高于健康对照组,而背内侧前额叶与双侧腹内侧前额叶、左侧中央前回的连接显著低于健康对照组;广泛性焦虑障碍组的左楔前叶/后扣带回与左侧基底核、左侧顶上回的功能连接显著高于健康对照组,而左楔前叶/后扣带回与左侧前扣带回皮层、双侧颞中回和右侧岛盖部的连接显著低于健康对照组;广泛性焦虑障碍组的左侧背外侧前额叶与左侧颞中回、右侧海马的功能连接显著高于健康对照组,而左侧背外侧前额叶与左侧岛盖部的功能连接显著低于健康对照组;广泛性焦虑障碍组的右侧背外侧前额叶与右侧枕上回、右侧中央前回的连接显著高于健康对照组,而右侧背外侧前额叶与左侧眶额叶、右侧楔前叶/顶上回功能连接显著低于健康对照组(P<0.05,FDR校正)。3.相关性分析结果广泛性焦虑障碍患者组4个种子点脑区的ALFF值与人口统计学数据、临床症状评分无显著相关性。广泛性焦虑障碍组右侧眶额叶/岛叶-背内侧前额叶功能连接分别与HAM-A评分、GAD-7评分呈负相关(r=-0.597、-0.538,P=0.001、0.003),左侧眶额叶/岛叶-背内侧前额叶功能连接分别与HAM-A评分和GAD-7评分呈负相关(r=-0.564、-0.548,P=0.002、0.003);左侧背外侧前额叶-右侧海马功能连接分别与HAM-A评分和GAD-7评分呈正相关(r=0.560、0.485,P=0.002、0.009)。结论:本研究采用功能磁共振技术发现首发未治疗广泛性焦虑障碍患者在静息状态下前额叶及后部脑区的功能异常,同时存在着前额叶-边缘系统环路的异常,这些异常的脑部神经活动可能和广泛性焦虑障碍的致病机制有关。同时,广泛性焦虑障碍患者左侧眶额叶/岛叶-背内侧前额叶的功能连接、左侧背外侧前额叶皮层-右侧海马功能连接值与HAM-A评分和GAD-7评分之间存在着正相关关系,说明静息状态下前额叶-边缘系统功能连接可以作为评估广泛性焦虑障碍患者临床症状严重性的一项生物学标记。第二部分广泛性焦虑障碍患者脑白质微结构弥散张量成像研究目的:近年来一些研究提出了广泛性焦虑障碍患者在静息态及任务条件下前额叶-边缘系统环路功能异常的假说。本实验第一部分也证实了在静息状态下广泛性焦虑障碍患者存在着前额叶-边缘系统环路功能异常。然而广泛性焦虑障碍的这种功能异常是否并存相应白质纤维结构的异常。本研究旨在采用弥散张量成像技术,探索广泛性焦虑障碍患者脑白质纤维微结构是否存在异常,并进一步分析广泛性焦虑障碍患者白质微结构异常与临床症状严重程度之间的相关性。研究方法:1.受试者一般资料招募28名首发未治疗广泛性焦虑障碍患者以及28名年龄、性别、受教育程度相匹配的健康对照者参与弥散张量成像研究。采用焦虑自评量表(SAS)、汉密尔顿焦虑量表(HAM-A)、GAD-7项量表和汉密尔顿抑郁量表(HAM-D)对广泛性焦虑障碍患者组和健康对照组进行临床精神量表测试。2.MRI扫描方法采用GE MR750 3.0T磁共振成像扫描仪,8通道相控阵头线圈采集数据。将受试者头部固定。采集常规序列(T1WI、T2WI、T2-FLAIR)和弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)数据。常规序列发现脑异常表现者排除出组。3.数据预处理和分析采用FSL软件对弥散张量图像数据进行预处理,采用基于FSL软件的TBSS对预处理后数据进行处理分析。4.统计分析采用SPSS 18.0统计软件对两组年龄、教育程度和临床症状评分的差异进行两样本t检验,两组性别差异采用χ2检验;以年龄为协变量,采用TBSS两样本t检验逐体素分析两组部分各向异性(fractional anisotropy,FA)、平均弥散(mean diffusivity,MD)、轴向弥散(axial diffusivity,AD)、轴向弥散(radial diffusivity,RD)值,获得两组间四个参数值差异有统计学意义的脑区,设置p<0.05,TFCE校正,并提取脑区峰值Montreal Neurological Institute(MNI)空间坐标,并使用JHU ICBM-DTI-81White-Matter Labels和JHU White-Matter Tractography Atlas定位白质纤维束;以年龄和教育程度为协变量,采用SPM 8软件Pearson相关分析方法评估临床焦虑症状评分和全脑白质体素参数值的关系;设置P<0.01为差异有统计学意义,团簇>30个体素为有显著统计学意义的脑区。结果:1.临床数据统计结果两组在年龄、性别差异无统计学意义(P=0.822、1.000)。广泛性焦虑障碍组HAM-A评分、SAS评分和GAD-7评分显著高于健康对照组(P均<0.001)。两组HAM-D评分差异无统计学意义(P=0.607)。2.两组间弥散张量参数差异脑区双样本t检验显示,与健康对照组相比,广泛性焦虑障碍患者有7个FA值明显减低的脑区,主要包括的白质纤维束有双侧钩束、胼胝体体部、左侧扣带回中部、双侧丘脑前辐射和放射冠、右侧内囊前支、双侧下额枕束、双侧上纵束、下纵束;MD、RD值增高的区域除了包括上述FA减低区域,还包括胼胝体压部、右侧皮质脊髓束。两组间AD值差异无统计学意义。3.相关性分析结果广泛性焦虑障碍组全脑相关性分析结果显示,HAM-A评分分别与右侧钩束、左侧扣带回FA值存在负相关关系(右侧钩束:R=-0.74,体素=148;左侧扣带回R=-0.81,体素=124)。结论:本研究采用弥散张量成像技术对首发未治疗广泛性焦虑障碍患者进行了研究,发现广泛性焦虑障碍患者脑白质微结构存在异常。与正常对照组比较,广泛性焦虑障碍患者部分脑区的弥散张量参数值(FA、MD、RD)存在异常。其中右侧眶额叶旁钩束、左侧扣带回白质纤维束的FA值与HAM-A评分呈负相关关系,表明这两个区域FA值减低可能是广泛性焦虑障碍致病机制的主要成份,可以作为评估广泛性焦虑障碍患者临床症状严重性的一项生物学标记。