基于影像分析的机器人辅助加速经颅磁刺激对抑郁症自杀观念的疗效和安全性研究

背景自杀观念是抑郁症的常见症状,超过半数的抑郁症患者存在显著的自杀观念,给患者和社会带来沉重负担,是亟待解决的重大社会公共卫生问题。目前抑郁症自杀观念还缺乏快速、有效、便捷、安全的干预方式,其致病的神经网络机制也不清楚。重复经颅磁刺激(repetitive transcranial magnetic stimulation,r TMS)是新兴的神经调控技术,已被多个指南推荐用于抑郁症的治疗,以斯坦福神经调控疗法(Stanford neuromodulation therapy,SNT)为代表的加速经颅磁刺激(accelerated TMS)方案显示出缩短治疗时间、提高治疗效果的巨大潜力,但对抑郁症自杀观念的疗效还不确切,发挥治疗作用的神经网络机制还待明确。目的1、本研究旨在明确以个体脑区功能连接确定刺激靶点,在经颅磁导航机器人辅助下实施精准刺激的SNT对抑郁症自杀观念的疗效和安全性。2、基于磁共振探讨其发挥快速疗效的神经脑网络机制。方法研究一:本研究为开放标签的探索性研究,纳入32名伴有显著自杀观念的抑郁症患者,基于个体f MRI数据定位左侧背外侧前额叶皮质(dorsolateral prefrontal cortex,DLPFC)与膝下前扣带回(subgselleck抑制剂enual anterior cingulate cortex,sgACC)功能连接最负相关处为刺激靶点,在90%的静息运动阈值(resting motion threshold,rMT)下以SNT为加速TMS治疗方案:50分钟为间隔、每天进行10次i TBS刺激(每次1800个脉冲)、连续治疗5天,分别在基线、5天治疗后、治疗后2周及治疗后4周采用贝克自杀意念量表中文版(Beck scale for suicide ideation-Chinese version,BSICV)评估自杀观念,17项汉密尔顿抑郁量表(17-item HamiltoFG-4592n depression scale,HAMD-17)及蒙哥马利抑郁评定量表(Montgomery-Asberg depression rating scale,MADRS)评估抑郁症状,在治疗前后以认知功能缺陷量表(perceived deficit questionnaire for depression,PDQ-D)、数字广度测试(digit span test,DST)及数字符号转换测验(digit symbol substitution test,DSST)评估认知功能,对比分析SNT对抑郁症自杀观念的疗效和安全性。研究二:采用病例对照研究,以研究一患者为研究对象,在治疗前、后采集患者f MRI数据,以25名健康人群的f MRI数据为对照,采用独立成分分析,对比分析抑郁症自杀观念在SNT治疗前、后以及与健康对照之间的静态和动态功能网络连接的差异,探索抑郁症自杀观念致病和SNT发挥快速治疗作用的潜在神经脑网络机制。结果研究一:重复测量方差分析显示,治疗后各时点患者的BSI-CV得分显著减少。5天治疗后BSI-CV平均得分减少了11.50分(95%CI:8.88~14.12),有效率和缓解率为65.63%和56.25%;5天治疗后HAMD-17得分减少了18.53分(95%CI:15.72~21.34),有效率和缓解率分别为81.25%和53.13%,治疗后第2周、第4周的有效率和缓解率分别为90.63%和56.25%、96.88%和81.25%。研究期间未发生严重不良事件,治疗中最常见的不良反应是刺激部位头痛和麻刺感,治疗后患者的DST(t=-6.155,P<0.001)和DSST得分(t=-6.550,P<0.001)较治疗前显著提高,PDQ评分比基线显著降低(t=6.054,P<0.001)。研究二:同健康对照相比,抑郁症自杀观念患者的视觉网络(visual network,VN)与默认模式网络(default mode network,DMN)、额顶网络(frontal-parietal network,FPN)之间的静态功能连接下降最为显著,感觉运动网络(sensorimotor network,SMN)与FPN、情感网络(affective network,AN)之间以及FPN与AN之间的静态功能连接也表现为显著下降,患者的颞中回活动较健康对照异常激活。未发现患者在治疗前后存在静态功能网络连接显著差异的脑区和脑网络。以BSI-CV减分是否≥50%定义治疗响应Histology Equipment者与未响应者,治疗后自杀观念响应者枕中回的活动显著低于未响应者。未发现治疗前后存在动态脑功能连接显著差异的脑区和脑网络,但治疗前患者在普遍脑网络间功能连接下降的状态停留时间最长,并在治疗后趋近与健康对照。结论研究一:以左侧DLPFC与sgACC功能连接最负相关处为刺激靶点,在经颅磁导航机器人辅助下实施精准刺激,SNT可快速改善自杀观念和抑郁症状,安全性、耐受性好,无显著的神经认知功能副作用。研究二:抑郁症自杀观念患者表现出多个脑网络间的功能连接下降,以VN为代表的感知觉网路和以DMN、FPN等为代表的认知决策网络的整合障碍可能是抑郁症自杀观念产生的重要神经生物学机制,SNT可能通过远程调控视觉皮层发挥快速缓解自杀观念的作用。