熊文娟，何来昌，谭永明，周福庆，曾献军，龚洪瀚，李 志

(南昌大学第一附属医院影像科，江西 南昌 330006)

经典三叉神经痛患者脑局部自发活动的静息态功能MRI

熊文娟，何来昌*，谭永明，周福庆，曾献军，龚洪瀚，李 志

(南昌大学第一附属医院影像科，江西 南昌 330006)

目的观察经典三叉神经痛(CTN)患者静息状态下脑局部自发活动的改变。方法对27例CTN患者(CTN组)和27名健康对照者(对照组)行静息态脑功能MRI数据采集，采用局部一致性(ReHo)数据分析方法获得CTN组ReHo差异脑区，并对组间差异脑区ReHo值分别与患者视觉模拟评分(VAS)和病程行相关性分析。结果与对照组比较(P<0.05，高斯随机场校正)，CTN患者双侧初级感觉运动皮层，右侧辅助运动区、颞下皮层和小脑，左侧丘脑、边缘叶/海马旁回和颞上/中皮层ReHo值增高；双侧前额皮层/眶额皮层和脑岛，右侧额内侧皮层和颞上皮层，左侧前扣带回、缘上回和小脑ReHo值减低。右额内侧皮层ReHo值与病程呈负相关(r=-0.45，P=0.03)；左侧初级感觉运动皮层ReHo值与VAS评分(r=0.46，P=0.02)呈正相关。结论CTN患者存在疼痛相关功能脑区自发功能活动一致性的异常，有助于对CTN发生机制的理解。

三叉神经痛；磁共振成像；局部自发活动

三叉神经痛指严格局限于三叉神经分布区的发作性闪电样或针刺样疼痛。三叉神经痛具有无明显感觉缺失和存在疼痛间歇期的特征性表现[1]。经典三叉神经痛(classical trigeminal neuralgia, CTN)是指除血管压迫神经外未发现其他病因的三叉神经痛[1]。既往关于慢性疼痛的研究[2-4]提示，长期慢性疼痛可引起疼痛相关脑区的病理性重塑，且不同类型的慢性疼痛对脑的影响不同[2]。但目前国内外对CTN脑功能变化的研究鲜见。局部一致性(regional homogeneity, ReHo)是利用肯德尔和谐系数(Kendall's coefficient concordance, KCC)度量大脑某一体素与周围相邻26个体素的BOLD信号的时间同步性，可间接反映脑区局部神经元自发功能活动的一致性。本研究采用ReHo方法观测CTN患者脑局部自发功能活动的改变。

1 资料与方法

1.1一般资料 收集2014年7月—2016年6月我院确诊的CTN患者31例(CTN组)，入组标准和排除标准见文献[5]，另同期选择性别、年龄、受教育年限、利手匹配的健康志愿者31名为对照组。排除8例头动过大的受试者，最终纳入CTN组27例，男11例，女16例，年龄26～76岁，平均(57.0±13.1)岁，病程0.25～20.00年，平均(4.12±4.36)年；对照组27名，男10名，女17名，年龄25～71岁，平均(56.2±11.9)岁。采集患者的病程等临床资料，并进行视觉模拟评分(visual analogue scale, VAS)，以0～10分衡量疼痛强度。由2名副主任以上放射科医师独立确认血管压迫阳性[1]，结果相同时认定为存在血管压迫。本研究获得本院生物医学伦理委员会批准，所有受试者和/或家属均签署同意书。

1.2仪器与方法 采用Siemens Trio Tim 3.0T MR扫描仪，8通道头颅线圈；梯度场强为40 mT/m，梯度切换率150 mT/m/ms；扫描时被试清醒、闭目、头部固定、安静平卧于检查床。静息态功能扫描采用梯度回波—回波平面成像(gradient-recalled echo-planar imaging, GRE-EPI)序列，TR 2 000 ms，TE 30 ms，翻转角90°，FOV 200 mm×200 mm，矩阵64×64，连续扫描30层，层厚4 mm，层距1.2 mm，扫描持续时间 8 min 6 s。

1.3数据处理 于Matlab 2012a (MathWorks, Natick, MA, USA)平台采用静息态功能MR数据处理助手升级版DPARSFA_V2.1(http://rfmri.org/DPARSFA)处理MR图像。剔除前10个时间点数据，然后对剩余230个时间点行数据转换、时间层校正和头动校正，要求头部平动<2.5 mm和转动<2.5°，处理方法依次为空间标准化，去线性漂移，去除脑脊液、白质和全脑协变量[6]，低频(0.01～0.08 Hz)滤波以减少生理噪声如心跳、呼吸节律的影响。再计算全脑每个体素的KCC值，并除以全脑体素ReHo均值，最后行6 mm半高全宽平滑。

1.4统计学分析 采用dpabi (http://rfmri.org/dpabi)统计模块对2组ReHo值行两样本t检验。再用dpabi的viewer工具行高斯随机场(Gaussian random field correction, GRF)校正，体素水平P<0.01且团块水平P<0.05为差异有统计学意义。采用SPSS 18.0统计分析软件，对组间有差异脑区的ReHo值分别与VAS评分和病程行偏相关分析(年龄及性别为控制变量)，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2组被试的性别(χ2=0.08，P=0.78)、年龄(t=0.22，P=0.83)差异均无统计学意义。CTN组VAS评分为(5.70±1.10)分。

2.1ReHo分析结果 与对照组比较，CTN患者双侧初级感觉(primary somatosensory cortex, S1)运动皮层(primary motor cortex, M1)，右侧辅助运动区(supplementary motor area, SMA)、颞下皮层和小脑，左侧丘脑、边缘叶/海马旁回和颞上/中皮层的ReHo值增高，双侧前额皮层(prefrontal cortex, PFC)/眶额皮层和脑岛，右侧额内侧皮层和颞上皮层，左侧前扣带回(anterior cingulate area, ACC)、缘上回和小脑ReHo值减低，见表1和图1。

2.2相关性分析 右侧额内侧皮层ReHo值与病程呈负相关(r=-0.45，P=0.03；图2)；左侧S1/M1的ReHo值与VAS评分呈正相关(r=0.46，P=0.02；图3)。

表1 2组间ReHo值差异脑区

图1 CTN组和对照组间ReHo值存在差异的区域 暖色为ReHo值增高，冷色为ReHo值减低

图2 CTN患者右侧额内侧皮层ReHo值与病程相关性分析散点图 图3 左侧S1/M1的ReHo值与VAS评分相关性分析散点图

3 讨论

CTN属慢性神经病理性疼痛，其发病机制尚不明确。血管神经压迫作为CTN高危致病因素，可引起中枢敏化[6-7]，即疼痛传递反应的放大，也是神经病理性疼痛的主要机制之一，可形成新突触联系并发生解剖重构[8]。研究[9]发现神经元突触联系丢失或新建立引起的脑功能区局部神经元同步性放电减弱或增强，可导致该功能脑区ReHo减低或增高，提示该局部脑区整体的生理功能抑制或增强。疼痛慢性化可引起大尺度分布脑区的可塑性改变[4]。本研究基于ReHo分析方法发现，与对照组对比，CTN组多个脑区存在ReHo异常，主要包括内外侧痛觉系统相关脑区，如丘脑、S1、PFC、ACC和脑岛，以及颞叶、海马旁回和运动相关脑区等。

丘脑作为内外侧痛觉系统的共同通路，是疼痛加工的重要脑区，与痛觉感知、情感和认知有关[6]，是CTN发生中枢敏化的重要脑区[6]，且中枢敏化参与慢性疼痛的形成和维持。因此，本研究中丘脑ReHo增高，可能提示CTN患者丘脑疼痛加工的整体功能提高，在形成和/或维持患者慢性疼痛状态中可能具有重要作用。

本研究发现CTN患者S1的ReHo值升高，与Wang等[6]研究结果一致。S1是处理疼痛感觉辨别维度外侧痛觉系统的重要脑区，该区存在痛觉神经元，参与疼痛位置、持续时间及强度处理[6]。研究[10]发现神经病理性疼痛在周围神经损伤后可出现S1的突触可塑性改变，表现为建立新突触联系。CTN患者血管压迫可导致和/或维持高级中枢系统敏化[7]。笔者推测本研究S1的ReHo增高，可能反映患者血管压迫导致的该区新突触联系建立，可能与CTN患者形成和/或维持痛觉感知异常有关。本研究还发现左侧S1的ReHo值与VAS评分呈正相关，提示患者S1的改变随疼痛强度增大而加重。

ACC和PFC同属处理疼痛情感动机维度的内侧痛觉系统，在疼痛的情绪和认知加工中起决定作用[4]。ACC参与情绪、认知的功能整合，是慢性疼痛进展的重要脑区[3]。PFC代表痛觉信息加工整合的最高层次，参与情绪、认知的功能整合，与疼痛预期减轻的产生、维持和整合有关[11]。笔者推测ACC和PFC的ReHo减低可能与CTN患者慢性疼痛导致的负面情绪有关。既往基于体素形态测量学研究[3,12]发现CTN患者灰质体积减少，但是否与功能异常有关，还有待进一步研究。

另本研究发现双侧脑岛ReHo减低。脑岛被认为是“疼痛信号调节器”，是内外侧痛觉系统的重要脑区，参与疼痛的感觉辨别和情感加工[4]，与疼痛预期有密切关系[6]。Jiang等[13]发现ReHo随信息处理复杂度升高而减低。因此，笔者推测脑岛ReHo减低可能与患者长期加工复杂疼痛信息有关。

本研究还发现双侧颞叶和左侧海马旁回ReHo异常。颞叶对记忆、情绪等有重要影响，双侧颞叶ReHo改变可能反映患者记忆及情绪调节的功能异常。海马旁回参与情绪或情感行为加工[6]，是海马的主要传出通道，海马通过与ACC、PFC和颞极间的广泛连接参与记忆加工[14]。本研究CTN患者出现海马旁回ReHo增高，可能反映患者应对慢性疼痛所致的负面情绪和记忆处理功能增强。

此外，本研究发现CTN患者双侧M1、SMA和小脑的ReHo显著改变。研究[15-16]发现疼痛常伴以上运动相关脑区的激活。同样，有学者[6]也发现CTN患者存在运动相关脑区结构和功能的改变，并认为是患者规避患侧脸部运动引起疼痛的代偿表现，通过重新分配肌肉的功能和负荷达到控制肌肉运动的目的。M1结构和功能的改变可能是CTN患者反复痛觉信息攻击和/或异常疼痛调节的一种体现[6]。SMA是联系认知到行动的重要脑区，与执行控制、痛预期和痛觉情绪处理有关。小脑通过与皮层及皮层下结构广泛功能连接完成对疼痛的情绪、认知处理以及对疼痛的行为控制和调节作用。本研究中ReHo改变可能反映CTN患者应对反复痛觉攻击的行为和/或疼痛调节的代偿，可能与患者三叉神经分布区肌肉制动有关；左侧M1的ReHo值与VAS评分呈正相关，提示这种代偿随疼痛的强度加大而提高。

本研究的不足：①由于在数据采集时，患者的疼痛状态(疼痛发作期或间歇期)难以评估，尚难排除扫描期间疼痛状态不同所致的结果偏差；②患者病例数相对较少，对不同侧(左或右)疼痛分组分析尚需大样本研究；③为横向研究，尚难明确CTN患者ReHo改变脑区是其潜在中枢发生机制，还是周围血管压迫继发慢性疼痛所致的中枢改变，尚需进一步前瞻性纵向研究。

综上所述，本研究发现CTN患者存在广泛脑区ReHo异常，涉及疼痛的痛觉辨识、情绪、认知、运动等的改变，提示患者存在应对慢性疼痛的中枢功能重组。

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Resting-state functional MRI of regional spontaneous brain activity in classical trigeminal neuralgia patients

XIONG Wenjuan, HE Laichang*, TAN Yongming, ZHOU Fuqing, ZENG Xianjun, GONG Honghan, LI Zhi

(Department of Radiology, the First Affiliated Hospital of Nanchang University, Nanchang 330006, China)

ObjectiveTo investigate the alterations of regional spontaneous activity in patients with classical trigeminal neuralgia (CTN) during resting state.MethodsTwenty-seven patients with CTN (CTN group) and 27 healthy subjects (control group) were recruited and underwent a rest-state functional MRI. The regional homogeneity (ReHo) analysis was used to compare the differences of regional synchronization of spontaneous brain activity. And correlation tests were performed between ReHo values in the abnormal brain areas and clinical metrics (visual analogue scale and disease duration) of the disease.ResultsCompared with control group (P<0.05, Gaussian random field correction), ReHo increased in bilateral primary somatosensory cortex (S1) and primary motor cortex (M1), right supplementary motor area (SMA), inferotemporal cortex and cerebellum, left thalamus, limbic lobe, parahippocampa gyrus, middle and superior temporal gyrus in CTN group; ReHo decreased in bilateral insula, prefrontal cortex and orbitofrontal cortex, right frontal medial cortex and superior temporal gyrus, left anterior cingulate area, supramarginal gyrus and cerebellum in CTN group. ReHo values in right frontal medial cortex was negatively correlated with the course of disease (r=-0.45,P=0.03). The ReHo values of left primary sensorimotor cortex were positively correlated with the visual analogue scale scores (r=0.46,P=0.02).ConclusionCTN patients has abnormal functional homogeneity of spontaneous brain activity in regions involved in the pain processing, which can help understanding mechanism of CTN.

Trigeminal neuralgia; Magnetic resonance imaging; Regional spontaneous activity

国家自然科学基金(81460329)、江西省自然科学基金(2013ZBAB205007)。

熊文娟(1987—)，女，江西抚州人，在读硕士。研究方向：脑功能磁共振成像。E-mail: wenj_xiong@163.com

何来昌，南昌大学第一附属医院影像科，330006。E-mail: laichang_he@163.com

2016-11-09 [

] 2017-06-22

10.13929/j.1003-3289.201611055

R745.11; R445.2

A

1003-3289(2017)09-1321-05