Abstrakt

Major depressiv sjukdom (MDD), särskilt i kombination med ångest, har en hög förekomst och låg detektionshastighet i Kina. Litteratur har visat att patienter under större depression med ångest (MDA) är mer benägna att nominera ett somatiskt, snarare än psykologiskt, symptom som deras klagomål. I teorin om traditionell kinesisk medicin (TCM) kategoriseras kliniska symtom på MDD-patienter huvudsakligen i två olika syndrommönster: brist och överskott. Vi avser att använda vilotillstånd funktionell magnetisk resonansavbildning (rs-fMRI) för att undersöka deras hjärnfunktionella skillnader och förhoppningsvis hitta deras hjärnfunktionsmekanism. För vår forskning delades 42 läkemedelsnaiva mda-patienter in i två grupper (21 för brist och 21 för överskott), med ytterligare 19 opåverkade deltagare i gruppen normal kontroll (NC). Vi tog Hamilton Depression Rating Scale (HAMD), Hamilton Anxiety Scale (HAMA) och brain fMRI scan för varje grupp och analyserade data. Vi använde först Degree Centrality (DC) för att kartlägga de funktionella skillnaderna i hjärnregioner, använde dessa regioner som fröpunkter och använde en fröbaserad funktionell anslutning (FC) analys för att identifiera den specifika funktionella kopplingen mellan grupper. Bristgruppen visade sig ha högre HAMD-poäng, HAMA-poäng och HAMD-somatisk faktor än Överskottsgruppen. I DC-analysen hittades signifikanta minskningar i rätt precuneus av både brist-och Överskottsgrupperna jämfört med NC-gruppen. I FC-analysen visade rätt precuneus signifikant minskad nätverksanslutning med den bilaterala cuneus, liksom rätt språklig gyrus i Bristgruppen jämfört med NC-gruppen och Överskottsgruppen. Genom vår forskning visade det sig att precuneus dysfunktion kan ha en relation med MDA och Bristpatienter har allvarligare fysiska och känslomässiga symtom, och vi insåg att en större provstorlek och flera hjärnlägesobservationer behövdes i ytterligare forskning.

1. Introduktion

Major depressiv sjukdom (MDD) är en psykisk störning som kännetecknas av låg känsla, långsamt tänkande och minskad talverkan. Det är en ledande orsak till global börda (10.3% av levnadsåren levde med en fysisk eller psykisk funktionsnedsättning), och förekomsten av MDD är 4.45% i USA och 3,02% i Kina . MDD-patienter i Kina, särskilt kvinnor, har visat sig klaga på somatiska symtom snarare än psykiska symtom . 60% av malaysiska kinesiska depressiva patienter klagade över somatiska symtom, medan endast 13% av australiensiska depressiva patienter gjorde det . Detta fenomen kan vara relaterat till den traditionella kinesiska synvinkeln mot depression, vilket resulterar i större svårigheter att identifiera och behandla MDD-patienter. Eftersom prevalensgraden, återkommande frekvens och funktionshinder för MDD var hög , har allvarlig depression med ångest (MDA) bekräftats ha svårare fysiska symtom och mer självmordstankar och beteende och är svårare att behandlas .kinesiska MDD-patienter klagar alltid på somatiska symtom, såsom magsmärta, artralgi eller huvudvärk , och dessa flera fysiska symtom samexisterar vanligtvis. Traditionell kinesisk medicin (TCM) används för att sammanfatta de komplexa och olika kliniska somatiska symtomen med olika syndrommönster och ge lämplig behandling. Med hänvisning till internmedicin och klinisk studie av TCM valde vi att undersöka de viktigaste och representativa mönstren för TCM: brist och överskott. De flesta somatiska symtom på mda-patienter kan sammanfattas med dessa två mönster och kan lätt urskiljas (Tabell 1).

det är svårt att skilja depression och ångest och deras svårighetsgrad i öppenvården snabbt, särskilt vid komplicerade somatiseringssymptom. Allvarliga MDA-patienter kan ha allvarliga försämringar, minskad arbetsförmåga och ökad risk för förekomst av komorbida sjukdomar och kan behöva ökad medicinsk behandling . Svårighetsgraden av depression bestäms ofta av psykologiska skalor som Hamilton Depression Rating scale (HAMD) , 9-item Patient Health Questionnaire (PHQ-9) och Hamilton Anxiety Scale (HAMA) . Forskning har dock visat att en sådan skala endast är effektiv för korttidssjukdomar och inte kan återspegla depression som en kronisk sjukdom . Snabbt och exakt identifiera svårighetsgraden av depression som en kronisk sjukdom är viktigt för uppföljning exakt behandling. Vår forskning fokuserade på hjärnfunktionsmekanismens skillnader mellan TCM-mönster hos mda-patienter och gav teoretiskt stöd för syndrombehandling av TCM.

vilotillstånd funktionell magnetisk resonansavbildning (rs-fMRI) är ett icke-invasivt sätt att observera hjärnfunktionen och används därför allmänt av forskare av hjärn-och humörstörningar, inklusive depression . Studien av MDD-patientens hjärnfunktion visade att det finns regioner, anslutningar och nätverksskillnader från de utan MDD. Hjärnregionerna som är relaterade till depression finns i cingulate gyrus , prefrontal cortex, cuneus , insula och gyrus lingualis , liksom standardläge nätverk (DMN) i hjärnstödjande nätverk . Amygdala och hippocampus var också intressanta områden. Dessa regioner och nätverk är relaterade till kognition, minne och känslor och bekräftade hjärnfunktionsmekanismen hos depressiva patienter . Jämfört med MDD fanns det också flera funktionella onormala regioner hos mda-patienter såsom ventral anterior cingulate och amygdala, middle temporal gyrus och cuneus , och till och med funktionell anslutning onormal i DMN . Även om många funktionella onormala hjärnregioner hittades i både MDD och MDA, var de relativt koncentrerade och mestadels relaterade till emotionell och kognitiv funktion.därför är vår hypotes att det till och med finns hjärnfunktionella skillnader mellan brist och Överskottsmönster hos mda-patienter i dessa hjärnregioner, och dessa skillnader resulterar i olika somatiska symtom och TCM-mönster. Så vi har för avsikt att använda rs-fMRI för att undersöka hjärnans funktionsskillnader mellan brist och överskott av MDA-patienter för att beskriva hjärnfunktionsmekanismer för dessa två TCM-mönster och att tillhandahålla kliniska material för att stödja uppföljning av TCM-syndrom differentiering och behandling av MDA.

2. Material och metoder

2.1. Ämnen

mda-patienterna screenades från klinikerna på Beijing Friendship Hospital och Beijing Anding Hospital. Normala kontroller rekryterades från lokalsamhället genom annonser. Vi screenade 42 patienter som mötte de två TCM-mönstren från 63 första episoden behandlingsnaiva mda-patienter (21 Bristpatienter och 21 Överskottspatienter, definierade enligt TCM-syndrom mönster) och rekryterade 19 matchade normala kontroller (NC). Alla patientinvolverade aktiviteter godkändes av Medical Research Ethics Committee of Beijing Friendship Hospital, Capital Medical University. Skriftligt informerat samtycke erhölls från varje deltagare.

för alla deltagare var inklusionskriterierna följande: (1) mellan 18 och 65 år; (2) högerhänt; och (3) har en Mini-Mental State Examination (MMSE) poäng >24 . Deltagarna uteslöts om de hade (1) primär neurologisk sjukdom, inklusive demens eller stroke; (2) eventuella förändringar i hjärnans vita materia i T2-viktade magnetiska resonansbilder, inklusive infarkt eller andra vaskulära lesioner och gråmaterialatrofi; (3) historia av andra större psykiatriska sjukdomar, såsom bipolär sjukdom, schizofreni, personlighetsstörning, intellektuell funktionsnedsättning och klaustrofobi; (4) närvaro av en medicinsk sjukdom som kan försämra kognitiva funktioner, såsom diabetes; (5) alkohol/drogmissbruk eller beroende; och (6) metalliska främmande kroppar som pacemakers, metallproteser eller amalgamfyllningar. Förutom att uppfylla ovannämnda allmänna kriterier utsattes mda-ämnen för följande ytterligare inklusionskriterier: (1) diagnoser genom strukturerade kliniska intervjuer av två välutbildade seniorpsykiatriker i enlighet med DSM-IV-kriterierna för depressiv sjukdom med orolig nöd; (2) 24-punkt HAMD-poäng 18; (3) Hamilton Anxiety Scale (HAMA) poäng 14; (4) överensstämmer med de diagnostiska kriterierna för brist och överskott av TCM-syndrom differentieringsstandard ; och (5) medicinfri i minst 2 veckor. De ytterligare kriterierna för normala kontroller var följande: (1) HAMD-poäng <8 och (2) HAMA-poäng <7.

2.2. MRI-datainsamling

bilder förvärvades med en 3.0 Tesla ge Mr-skanner (SIGNA EXCITE) från radiologiska avdelningen vid Beijing Friendship Hospital. Försökspersonerna fick höra att hålla ögonen stängda och sinnen avslappnade under skanningen och att inte somna.

helhjärnfunktionella skanningar samlades in i 34 axiella skivor med hjälp av en eko-plan matris = 64 ml 64, synfält = 220 ml 220 mm2, skivtjocklek = 4 mm och skivgap = 0,5 mm. varje funktionell körning innehöll 240 volymer.

2, 3. Förbehandling av avbildningsdata

Om inget annat anges utfördes all förbehandling med hjälp av Databehandlingsassistenten för vilotillstånd fMRI, som är baserad på programmet Statistical Parametric Mapping (SPM12) och vilotillstånd fMRI Data Analysis Toolkit . Före förbehandling kastades de första 5 volymerna för att möjliggöra signalstabilisering. De återstående volymerna som förvärvats från varje ämne korrigerades för skillnaderna i skivförvärvstider. De resulterande bilderna justerades sedan för att korrigera för små rörelser som inträffade mellan skanningar. De resulterande kartorna registrerades sedan i Montreal Neurological Institute Atlas space med en EPI-Mall, resampling till 3 mm isotropa voxlar. En 6 mm fullbredd halvmaximal Gaussisk kärna användes för rumslig utjämning. Därefter avlägsnades flera källor till falsk eller regionalt ospecifik varians från data genom regression av olägenhetsvariabler inklusive (1) 24 parametrar (inklusive 6 huvudrörelseparametrar, 6 huvudrörelseparametrar en tidpunkt före och de 12 motsvarande kvadratiska objekten) erhållna genom styv kroppshuvudets rörelsekorrigering, (2) signalen i genomsnitt över hela hjärnan (global signal), (3) signalen i genomsnitt över laterala ventriklarna, (4) signalen i genomsnitt över en region centrerad i den djupa cerebrala vita substansen och (5) linjära och kvadratiska trender . Temporal filtrering (0,01-0.1 Hz) av tidsserien utfördes sedan. Den volymbaserade genomsnittliga framewise-förskjutningen (FD), som jämför huvudpositionsvariationer mellan nuvarande och tidigare volymer, användes för att kvantifiera huvudrörelse över volymerna för varje deltagare .

2.3.1. Gradens centralitet

individuell grad centralitet (DC) kartor genererades på ett voxel-vis sätt inom en studiemask, som är en fördefinierad gråmaterialmask inklusive vävnad med gråmaterialsannolikheter större än 20% som tidigare beskrivits . Först utsattes de förbehandlade funktionella körningarna för voxelbaserad korrelationsanalys i hela hjärnan. Tidskursen för varje voxel från varje deltagare som var inom gråmaterialmasken korrelerades med tidskursen för varannan voxel, vilket resulterade i en korrelationsmatris. En oriktad adjacensmatris erhölls sedan genom att tröskelvärdet för varje korrelation vid r > 0,25 . Därefter beräknades DC som antalet signifikanta korrelationer (binariserade) eller som summan av vikterna för de signifikanta anslutningarna (viktade) för varje voxel. Slutligen omvandlades den individuella nivån voxel-wise DC till en z-score-karta genom att subtrahera medelvärdet DC över hela hjärnan och dividera med standardavvikelsen för hela hjärnan DC .

2.3.2. Fröbaserad funktionell anslutning

Efter att ha identifierat regionen(er) vars DC visade signifikanta skillnader mellan grupper, använde vi en fröbaserad funktionell anslutning (FC) analys för att identifiera den specifika funktionella anslutningen som bidrar till skillnaderna mellan grupper. Specifikt förvärvades den genomsnittliga tidsserien för varje fröregion genom att medelvärdet av tidsserierna för alla voxlarna inom den regionen. Och sedan beräknades korrelationskoefficienterna mellan fröregionens genomsnittliga tid med alla andra voxlar i hjärnan. Slutligen omvandlades korrelationskoefficienterna till z-värden med Fishers r-till-z-transformation för att förbättra deras normalitet.

2, 4. Statistik

enkelriktad ANOVA-analys utfördes för att testa om det fanns några skillnader i DC eller FC medan man tog huvudrörelsen mätt med medelvärdet FD som inga intressen för kovariater.

Standardfelmetod användes för dataanalys och signifikanta gruppskillnader erhölls med ett klustervis FWE-korrigerat värde på 0,05 för flera jämförelser (individuell voxeltröskel,). Om huvudeffekten var statistiskt signifikant utfördes enkla effektanalyser för den genomsnittliga effektstorleken extraherad från klustren med signifikanta effekter med användning av SPSS v19.0.

3. Resultat

3.1. Demografiska och kliniska Data

det fanns inga signifikanta skillnader i ålder, dender, utbildningsår och huvudrörelse mätt med medelvärdet FD och antalet skrubbning av dåliga tidpunkter. Vi ser emellertid signifikant skillnad i HAMD-poäng, HAMA-poäng och HAMD-somatisk faktor mellan brist och Överskottsgrupper (Tabell 2).

3.2. Gradcentralitet

i NC-gruppen var den rumsliga fördelningen av den viktade DC mycket lokaliserad i den bakre cingulära/ventrala precuneusen, occipital lob, Mellersta cingulära cortex (MCC), främre cingulära cortex/mediala prefrontala cortices, lateral prefrontal cortex, underlägsna parietala regioner, insula (Figur 1(a)). Både i brist-och Överskottsgrupperna lokaliserades den rumsliga fördelningen av den viktade DC också i de ovan nämnda regionerna, men klustren var mindre (figurerna 1 b och 1 c)). Jämfört med NC-gruppen hittades signifikanta minskningar av den viktade DC i rätt precuneus i både Bristgruppen och Överskottsgruppen (figurerna 1 d och 1 e, tabell 3).

(a)

(b)

(C)

(d)

(e)

(a)
(b)
(C)
(d)
(e)

figur 1

gradcentralitet (DC) i varje grupp och skillnader mellan grupper. A) DC i NC-gruppen, b) DC i Bristgruppen, c) DC i Överskottsgruppen, d) ANOVA-resultat och e) post hoc-jämförelser. De mörka och ljusa färgerna anger värdet. Ju djupare färgen desto mindre är värdet.

Klusterplats NC brist överskott värde NC vs. brist NC vs. överskott brist vs. Excess Right precuneus 1.11 ± 0.51 0.18 ± 0.52 0.24 ± 0.51 <0.00 < 0.001 0.712

DC, degree centrality; NC, normal controls.

Table 3

DC differences in the three groups.

3.3. Fröbaserad funktionell anslutning

vi använde rätt precuneus som visade betydelse mellan gruppskillnader som fröregioner för kartläggning av det funktionella anslutningsnätverket. I allmänhet visade rätt precuneus signifikant positiv anslutning till regionerna i ett standardläge nätverk (DMN), såsom den bakre cingulära cortexen och medial prefrontal cortex, och visade signifikant negativ anslutning till regionerna i ett verkställande kontrollnätverk (ECN), såsom den bilaterala prefrontala cortexen och parietal cortex, och regionerna i ett salience-nätverk (SAN), såsom den bilaterala främre insula och cingulate cortex, i varje grupp (figurerna 2(a) -2(c)). ANOVA fann betydande skillnader i anslutningen mellan rätt precuneus och bilateral cuneus samt rätt språklig gyrus (Figur 2(d)). Post-hoc-jämförelser visade att anslutningen minskade i Bristgruppen jämfört med NC-gruppen och Överskottsgruppen, men det fanns inga skillnader mellan Bristgruppen och NC-gruppen (Figur 2(e) och Tabell 4).

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(a)
(b)
(c)
(d)
(e)

Figure 2

Functional connectivity (FC) of the right precuneus in each group and skillnader mellan grupper. a) likström i NC-gruppen, b) likström i Bristgruppen, c) likström i Överskottsgruppen, d) ANOVA-resultat och e) post-hoc-jämförelser. De varma och kalla färgerna i (A–c) indikerar hjärnregionerna med signifikant ökad och minskad FC. De mörka och ljusa färgerna i (d) indikerar p-värdet; ju djupare färgen desto mindre är värdet.

Cluster location NC Deficiency Excess value NC vs. Deficiency NC vs. Excess Deficiency vs. Excess Bilateral cuneus 0.54 ± 0.36 0.16 ± 0.26 0.50 ± 0.27 <0.001 0.647 <0.001 Right lingual gyrus 0.38 ± 0.32 0.01 ± 0.19 0.29 ± 0.27 <0.001 0.272 <0.001

FC, functional connectivity; NC, normal controls.

Table 4

FC differences in three groups.

4. Discussion

TCM has a history of more than 2,000 years. Det är ett medicinskt teorisystem som gradvis har bildats och utvecklats genom långsiktig medicinsk praxis under ledning av enkel materialism och dialektiskt tänkande. Brist och överskott är två viktigaste TCM-typer med enastående symtom hos MDD-patienter och vanligtvis studeras som typiska syndrom mönster av MDD , så vi väljer dem för observation.

enligt skalanalysen fann vi att HAMD-poäng, HAMA-poäng och HAMD-somatisk faktor i Bristgruppen var mycket högre än för Överskottsgruppen. Detta resultat hade rapporterats av tidigare undersökningar . De föreslår att Bristpatienterna hade längre sjukdomsförlopp och allvarligare somatisk ångest. Därför kan dessa två olika TCM-syndrom mönster återspegla svårighetsgraden av MDA i viss utsträckning.

Vi använde den viktade DC för att analysera rs-fMRI-data, vilket visade att alla de tre gruppernas rumsliga fördelningar av den viktade DC var mycket lokaliserade i DMN och dorsal attention network (DAN). Dessa hjärnnätverk spelar en central roll i vilostatsforskning . Sedan när vi använde rätt precuneus som ett frö för att beräkna funktionell anslutning, visade det signifikant positiv anslutning till regionerna i DMN och negativ anslutning till regionerna i ECN och SAN i allmänhet. Dessa distributioner liknar dem som rapporterats av tidigare studier . Det kan indikeras att funktionen av självmedvetenhet , spontant tänkande och självrelaterade processer försämrades hos mda-patienter.samtidigt fann vi att precuneus var en mycket viktig region för MDA-patienter. Jämfört med NC-deltagarna hade både brist-och Överskottspatienter minskad hjärnfunktion i rätt precuneus. Tidigare studier har också visat att depressiva patienter har onormal hjärnfunktion i precuneus . Denna region är mycket viktig för självreflektionsprocesser och spelar potentiellt en roll i mentala bilder och episodisk/självbiografisk minneshämtning . Precuneus hjälper också andra hjärnregioner att utföra funktioner som informationsbehandling, särskilt när det gäller känsloreglering . Dessutom är precuneus ett viktigt nav för hjärnorganisation och en central nod för DMN . Det är involverat i en mängd olika informationsbehandlingstillstånd . Det fanns ytterligare rapporter om att de depressiva patienternas precuneus gjorde funktionell anslutning separation av hjärnnätet och att dissocierade storskaliga nätverk kan ha bidragit till det kliniska uttrycket av depression . Även om vi fann att både brist-och Överskottsgruppernas patienter har minskad funktion i rätt precuneus jämfört med NC-gruppen, fanns det inga signifikanta skillnader mellan de två TCM-syndrommönstergrupperna. Det indikerar att dysfunktionen hos rätt precuneus kan vara manifestationen av hjärnfunktionsavvikelse hos mda-patienter.

från vår studie, jämfört med NC och Överskottsgrupper, visade Bristgruppen negativ anslutning till den bilaterala cuneus såväl som rätt språklig gyrus. Det finns också onormala funktioner i dessa två hjärnregioner som finns hos patienter med panikstörning . Medan cuneus har en funktion att integrera somato-sensorisk information med andra sensoriska stimuli och kognitiva processer som uppmärksamhet, lärande och minne, är den språkliga gyrusen en hjärnregion som ansvarar för att stödja visuellt minne . Dessutom aktiverades precuneus också i många versionsuppgifter . Forskning hade också visat att depression och ångest främst är korrelerade med funktionella underskott i precuneus-relaterade nätverk .vi märker dock också att vi behöver större prover och till och med flera observationer av hjärnläge för att bekräfta om de två TCM-syndrommönstren har mer betydande hjärnregioner och nätverksfunktionella skillnader i precuneus eller andra hjärnregioner i framtida forskning.

5. Slutsatser

Sammanfattningsvis finns det skillnader i hjärnfunktion mellan de två olika TCM-syndrommönstren hos mda-patienter. Baserat på vår forskning visade det sig att precuneus dysfunktion kan ha en relation med mda och hjärnfunktionella anslutningsskillnader, och vi kunde ta reda på att Bristpatienterna har allvarligare fysiska och känslomässiga symtom hos mda-patienter. Samtidigt insåg vi att en större provstorlek och flera observationer av hjärnläge behövdes i ytterligare forskning.

förkortning

MDD:	Major depressiv sjukdom
MDA:	Major depression med ångest
TCM:	Traditional Chinese Medicine
rs-fMRI:	Resting-state functional magnetic resonance imaging
DC:	Degree Centrality
FC:	Functional connectivity
HAMD:	Hamilton Depression Rating Scale
HAMA:	Hamilton Anxiety Scale
DMN:	Default-mode network
ECN:	Executive control network
SAN:	Salience network.

datatillgänglighet

Alla data som genereras eller analyseras under denna studie ingår i artikeln.

intressekonflikter

författarna förklarar att det inte finns några intressekonflikter angående publiceringen av denna artikel.

författarnas bidrag

Yi Du, Han Yu och Hongxiao Jia bidrog genom att undersöka patienterna och skriva manuskriptet. Jingjie Zhao, Yongzhi Wang och Joyce Su bidrog till att utarbeta och revidera manuskriptet. Lili bidrog till uppfattningen och utformningen av studien. Ligang Deng bidrog till att göra fMRI förvärv. Yuan Zhou bidrog till att utforma fMRI-parametern och analysdata. Alla författare läste och godkände det slutliga manuskriptet.

erkännanden

denna studie stöddes av bidrag från National Natural Science Foundation of China (bidrag nr 81673737), Beijing Natural Science Foundation (bidrag nr 7172063), Beijing Administration of Traditional Chinese Medicine (bidrag nr. JJ2018-51), Pekings kommunala Administration av sjukhus inkubationsprogram (bidragskod: Pz2017024), och Peking Health System Training Program för hög nivå teknik talanger (bidrag nr 2014-3-001).