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计算机体层摄影术在常见精神疾病中的应用概况

来源:四川精神卫生 作者:苏亮 施慎逊 2006-12-20
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摘要: 自从上个世纪70年代以来,计算机体层摄影术(computed tomography,CT)则广泛应用于研究和检查常见精神疾病,尤以精神分裂症为然,既累积了经验又获得了成果。1 精神分裂症11 侧脑室增大(lateral ventricular enlargement) 侧脑室周围的组织有下丘脑、内囊、纹状体等结构,由于以上组织的萎缩也可能影响侧脑室大小,......


     自从上个世纪70年代以来,计算机体层摄影术(computed tomography,CT)则广泛应用于研究和检查常见精神疾病,尤以精神分裂症为然,既累积了经验又获得了成果。作者复习了手边有关文献,并作如下简述。

  1  精神分裂症

  11  侧脑室增大(lateral ventricular enlargement)  侧脑室周围的组织有下丘脑、内囊、纹状体等结构,由于以上组织的萎缩也可能影响侧脑室大小,故侧脑室的扩大被认为是非特异性的,这也为以后的多篇文献研究所证实[1]。早在CT未问世之前,就有人用气脑造影术(pneumencephalography)研究精神疾病,但这种技术只能观察到脑室的轮廓。Johnstone等1976最早应用CT研究精神分裂症,发现病人存在侧脑室的扩大、室脑比(ventricle/brain ratio,VBR)增大和认知功能损害。VBR第一次由Synek和Ruyben等描述,尽管VBR不是完善的测量指标,但仍有多篇报道了精神分裂症和正常对照的研究结果[2]。Lewis(1990)的综述,分析多篇文献报道(含正常对照),发现治疗和住院时间与精神分裂症脑室扩大相关,为首次发病的精神分裂症的脑室扩大提供更为有力的证据。也有少数报道阴性、阳性症状与脑室扩大相联系,但未为以后的研究证实。有报道精神分裂症病人的侧脑室扩大与其家族史和产伤有关,但多篇报道未有以上发现,也未有研究重复以上结果。故人们普遍认为精神分裂症病人侧脑室扩大可能受环境因素影响比遗传因素影响更大。几乎所有文献均提到认知功能损害与VBR相关,但多篇报道未发现阳性结果(尚不包括没有发表的研究结果),分析其原因多系:①CT扫描时体位的影响;②样本量较小的影响(第二类错误,type Ⅱ error);③人脑容积的自然变异。其中病人检查时头部体位很重要,据研究如果头位有1mm的移位,则算出的VBR结果将会有10%的改变。第二类错误可以通过Meta分析来减小误差,如Vita A曾于1994年做Meat分析研究,发现VBR与住院时间、发病时间呈正相关,认为VBR的增大是提示病人预后不良的信号,同时发现治疗有效者其VBR可以恢复,另外阳性家族史与VBR之间也存在相关[3]。另外需考虑脑室测量的方法可能限制了其敏感性。还有对照组和病人的选择,如选用正常对照或健康志愿者的研究发现脑室扩大的比率高些,病人选择如伴认知功能良好的则其脑室扩大不明显,而认知功能损害明显的病人其脑室扩大明显,故选择首次发病病人其研究结果可能更为可信[1,4]。

  12  第三脑室增大(third ventricular enlargement)  第三脑室是脑脊液系统的中线结构,周围有丘脑、下丘脑等结构,在精神分裂症的以上结构均证实有病理学改变,故其扩大可由多方面原因造成。第三脑室的测定一般取其最大宽度,因为很多病理改变会导致其侧壁改变,故也有人认为第三脑室/脑比率(third ventricle/brain ratio)作为参数可能更敏感。在精神分裂症中以上参数均有所改变。有文献报道,在没有发现侧脑室扩大的病例也发现第三脑室的增大,认为第三脑室扩大可能较侧脑室扩大更为敏感,认为周围的组织变化对侧脑室容积的影响不如对第三脑室的影响大,有时病人的第三脑室的变化往往比VBR还要明显[5]。脑室系统扩大的影响因素与住院时间、治疗时间、病程和年龄等因素有关。其中年龄对脑室扩大的影响非常大。与非老年分裂症比,老年精神分裂症脑沟增宽、第三脑室、侧裂池及侧脑室前角扩大、海马萎缩等改变明显。亦有研究住院时间、药物治疗时间、电抽搐(electric shock therapy,ECT)治疗时间和病程对第三脑室的影响,未现以上因素对第三脑室扩大的影响。所以认为精神分裂症病人的脑室扩大出现较早,并且在疾病的发展中变化不大。研究证实药物治疗的时间、ECT治疗的时间、疾病病程、住院时间等影响不大[1]。有研究发现精神分裂症、分裂样精神病、患眩晕或晕厥(vertigo or syncope)的病例对照和正常对照相互比较,病例对照组VBR值明显大于正常对照和分裂样精神病组,而精神病组VBR又显著大于病例对照,分裂样精神病组阳性症状和疾病严重程度与VBR减小相关,而阴性症状和VBR无相关性。脑室系统扩大的意义不甚明确。

  13  脑沟增宽(widened cortical sulci)  脑沟测量的方法有多种,不同研究测量不同的层面,发现精神分裂症病人存在脑沟的增宽,但与临床及认知功能损害无相关[6]。另外研究观察到VBR变化和脑沟增宽不相关,认为VBR和脑沟扩大可能受两个不同因素的影响,说明VBR和脑沟增宽是疾病的两个进程。国外有人发现紧张型分裂症脑沟变化在分裂症中最明显[4]。而研究没有家族史与脑沟变化无相关[3]。后来一些学者认为应该改进统计学方法测定兴趣脑区域容积。但是此时MRI的研究显示出其在脑影像形态学上的优点[2]。

  14  大脑不对称(cerebral asymmetry)  Ziprusky等对多发家族的研究发现精神分裂症左半球较大,而正常对照右半球大,且“obligate carriers”(携带相关致病基因但并不发病)亦出现短暂上述改变,同时单卵同胞研究发现,环境因素影响比遗传因素(基因)影响更大[1]。但作者同时认为可能并非所有精神分裂症病人改变如此,因为可能涉及包括基因对环境或基因和环境之间的相互作用的影响。事实上,发病的高危险性如产伤(环境因素)和家族史(基因因素)等可能都参与了上述改变。

  2  情感障碍

  有关CT对情感障碍的研究不多。研究发现抑郁症病人CT改变主要为侧脑室扩大、第三脑室扩大、脑皮质萎缩和小脑萎缩等,未发现与家族史、临床类型和治疗时间等相关。有报道躁狂发作病人存在脑室系统的扩大。近来国内孙士友等[7]应用脑CT定量分析精神分裂症和双相情感性障碍脑室、脑沟,结果显示,双相情感性精神障碍和精神分裂症病人前角指数、第三脑室最大宽度、乳突间比值和脑萎缩均无显著性差异(P>005),认为精神分裂症和双相情感性精神障碍这些所谓的功能性疾病可能和非特异性脑室、脑沟结构异常相关。

  3  痴呆

  AD(Alzheimer’s disease)的最终诊断需要病理学检查,多篇文献证实AD病人存在明显的大脑萎缩、脑室系统扩大、颞叶萎缩、VBR增大等改变,与其认知功能损害相关。亦有报道有丘脑的密度下降,认知功能损害。CT检查对脑积水所致的痴呆和血管性痴呆意义较大,其中血管性痴呆包括大面积梗死所致痴呆和皮质下血管硬化所致痴呆,均可以通过CT检查其颅内改变获得满意结果。脑积水所致痴呆临床表现为颅内压增高或正常颅压性脑积水征:进行性痴呆、起步困难和小便失禁。在CT出现后,由于外科手术的治疗预后明显改观。国外有人用5-mm层厚的CT比较老年抑郁症、阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)、血管性痴呆(vascular dementia,VD)和路易体痴呆(Lewy bodies dementia,LBD)的颞叶中部最小宽度(minimum width of the medial temporal lobe,MTL),发现抑郁症组MTL宽度(137mm)较痴呆组(AD108,VD104,and DLB 109mm)明显增大,而痴呆组之间没有统计学差异,认为CT对各种痴呆的鉴别作用有限[8]。

  4  其它精神疾病

  国外有人对372例男性住院病人根据其入院情况评定暴力倾向程度并分成3组,分别进行CT和EEG检查,发现暴力倾向严重组有41%病人出现颞叶结构异常(颞叶缩小和/或颞角扩大),同时21%出现颞叶EEG异常,认为精神病人的暴力倾向程度和颞叶的结构异常及颞叶EEG异常相关。亦有人研究儿童孤独症,发现侧脑室的增大和颞叶的不对称。国外儿童青少年精神病学研究中,有人检查122例病人,仅有27例异常,且没有诊断意义,故作者认为CT在儿童青少年精神病中意义不大,并可能因其脑部受X线照射而使其发育受影响[9]。早在CT发现之前,就有人用气脑造影术研究酒精所致精神障碍病人,结果提示病人有脑室扩大和脑萎缩等改变,尤其皮质和脑干萎缩明显,但较痴呆病人程度较轻。这也为后来的CT研究所证实,另外发现脑萎缩与酒精摄入量和饮酒时间相关,酒精依赖病人认知功能损害与丘脑区域CT密度降低和第三脑室/脑比率扩大有关。有人研究惊恐障碍(PD),发现PD病人和正常对照比较两侧额叶部位脑沟变化明显,认为PD脑结构的异常可能参与其发病机制。

  5  CT和其它影像学检查联合应用

  CT和MRI均为结构性影像检查,两者联合应用于精神医学的研究较少,也有人用CT与MRI联合应用于血管性痴呆的诊断,认为两者联合应用有助于VD的诊断及与AD的鉴别[10]。一般CT与其它功能性影像学检查(single photon emission computed tomography,SPECT和position emission tomography,PET)的联合研究较多。国外有人应用CT和SPECT对AD病人作前瞻性研究,头颅CT显示AD病人脑萎缩,脑室和颞角扩大等,SPECT结果提示全脑弥散性血流减少,认为两项检查结合使用可以提高AD诊断准确性[1]。虽然后来出现了快速容积扫描的螺旋CT(spiral CT,SCT)和多层扫描效果好的电子束CT(ultrfast CT,UFCT),但由于CT固有的成像基础限制及90年代结构成像效果更好的磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)的广泛作用,CT在精神科研究中的应用日益减少[1,2]。MRI成像无X线辐射、可以多次安全复查、组织分辨力高、可以直接三轴成像,因此MRI很快成为精神分裂症和其它精神疾病脑结构影像学研究的首选。

  6  应用CT的展望

  CT为精神疾病的发病研究提供了一个重要的手段,尽管后来的MRI提供了更高分辨率的影像。CT研究很好的证实了精神分裂症中脑室系统的扩大,脑沟的增宽等明显的改变。以后的MRI研究也证实了精神分裂症的上述脑结构改变[2]。但其结果与临床表现和认知功能损害程度等不相关。研究没有发现直接的特异的病因学危险因素,但提示可能多个疾病进程在精神分裂症中起作用。但也有家族研究VBR改变结果提示遗传因素起主导作用,而环境等危险因素增加这种作用。国外有研究显示CT的阳性结果和体格检查、EEG、实验室检查、神经心理学检查等并不相关,认为可以先用像简明精神状态评定量表(mini mental state examination,MMSE)之类神经心理学测试检查,这样可以提高CT检查的准确率,并认为在临床中CT对痴呆和血管性痴呆意义较大[10]。神经影像学以后的发展方向可能是症状和亚症状的研究及受体水平的研究,功能性影像学技术如单光子发射计算体层摄影术(SPECT)、正电子发射体层摄影术(PET)、功能性磁共振成像(functional MRI,fMRI)、磁共振波谱分析(MR spectroscopy,MRS)等可能更具优势。虽仍有研究继续探索精神疾病的结构改变,考虑到MRI在脑结构成像中的优点,CT在精神疾病中的研究可能用于大量病人的长期追踪研究。

  7  小结

  综上所述,精神分裂症CT成像研究的结果主要为病人脑室系统、脑沟的扩大及大脑的不对称等。亦有发现小脑萎缩(cerebellar atrophy)和脑密度(brain density)改变等。而其它精神疾病如情感障碍表现与此相似。Elkis等最近有Meta-分析证实脑室扩大在精神分裂症中比在情感障碍中更常见,但作者同时指出差别不大[11]。作者认为统计学结果提示上述改变在精神分裂症中是非特异的,至少CT成像的敏感性决定如此。另外值得提出的是,早期有些研究由于选择的对照为患有其它精神疾病或神经疾病的病人,没有发现脑室、脑沟等变化的阳性结果。可见精神分裂症的CT表现不具特异性,只能为临床判定预后提供参考。1998年Davis KL等报道了伴或不伴Kraepelinian症状的精神分裂症CT的前瞻性研究(4年),其Kraepelinian定义为:完全依赖他人供应生活必需品等的病程>5年、不能很好就业和残留精神症状。结果发现Kraepelinian组病人4年后脑室扩大明显,以左侧为甚,而非Kraepelinian组和健康志愿者组变化不明显[5]。认为精神分裂症的脑室改变可能与其认知功能的损害密切相关。

  参考文献

  1  Johnstone M S,Humphreys F H,Lang E C,et al.Schizophrenia:Concepts and clinical management.Cambridge University Press,1999.74~100.

  2  Shenton M E,Dickey C C,Frumin M.A review of MRI findings in schizophrenia.Schizophr Res,2001,49(1-2):1~52.

  3  Vita A,Dieci M,Giobbio G,et al.A reconsideration of the relationship between cerebral structural abnormalities and family history of schizophrenia.Psychiatry Res,1994,53(1):41~55.

  4  Northoff G,Waters H,Mooren I,et al.Cortical sulcal enlargement in catatonic schizophrenia:a planimetric CT study.Psychiatry Research:Neurimaging Section 91,1999.45~54.

  5  Davis K L,Buchsbaum M S,Shihabuddin L.Ventricular enlargement in pooroutcome schizophrenia.Biol Psychiatry,1998,43(11):783~793.

  6  Vita A,Sacchetti E,Calzeroni A,et al.Cortical atrophy in schizophrenia:prevalence and associated features.Schizophr Res,1998,57(1):329~337.

  7  孙士友,舒良,张培琰,等.双相情感性精神障碍与精神分裂症脑CT扫描比较.中华精神科杂志,1997,30(4):203~205.

  8  O’Brien JT,Metcalfe S,Swann A.Medial temporal lobe width on CT scanning in Alzheimer’s disease:comparison with vascular dementia,depression and dementia with Lewy bodies.Dement Geriatr Cogn Disord,2000,11(2):114~118.

  9  Ghaziuddin M,Tsai L Y,Ghaziuddin N.Utility of the head computerized tomography scan in child and adolescent psychiatry.J Am Acad Child Adolesc Psychiatry,1993,32(1):123~126.

  10Marsha L,Sullivana E V,Morrell M,et al.Structural brain abnormalities in patients with schizophrenia,epilepsy,and epilepsy with chronic interictal psychosis.Psychiatry Research:Neuroimaging Section,2001,108(1):1~15.

  11Elkis E,Friedman L,Wise A,et al.Metaanalysis of studies of ventricular enlargement and cortical sulcal prominence in mood disorders:Comparisons with controls or patients or with schizophrenia.Arch of General Psychiatry,1995,52(5):735~46.

  作者单位:200040  上海复旦大学附属华山医院精神科   


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