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第2期 廖智舟,等:抑郁症静息态EEG前后部脑电活动 ·169 口统计学因素、临床表现、生理学标志、基因多态性 后部的神经电活动。取这些通道℉T后的电压密 和EEG/MEG参数等都是预测抑郁症治疗效果的重 度进行(FP1-P)/P,(F3-P3)/P, 要指标,但到目前为止还没有单独的预报方法能获 (FP2-P4)/P4,(F,-P)/P4计算,这与以前研 得对临床目的满意的敏感度和特异性)。高敏感 究左右半球脑活动不对称性的计算方法是类似。而 度和特异性的预测方法对开发计算机诊断具有十分 且以前的研究都是使用F℉T后的功率值进行计算, 重要的意义。 本研究使用的是电压密度。 1 静息态EEG 2方法与被试 EEG是由脑皮层神经元突触后电位同步总和 2.1被试情况 的表现。在人们无刺激、清醒、放松条件下记录的 抑郁症病人和健康人的选择遵循着一定的排除 EEG称为静息态EEG。时域的EEG有2个特征量, 标准,只要符合其中之一的人都不能参加实验。排 横轴时间变量与纵轴电位变量。仅用这2个变量难 除标准为:1)不是右利手;2)最近6个月有酒精、药 物滥用或依赖:3)有脑、心、肝、肾、肺等重要脏器疾 以区别正常人与抑郁症病人的EEG。有些研究将 病:4)有控制不良的糖尿病:5)有严重的自杀危险; 静息态EEG进行傅里叶变换,把时域的EEG转换 6)伴有其他精神疾病(如精神分裂症、双向心境障 为频域的EEG,用频域的特征量来分析,区别正常 碍等)及严重躯体疾病:7)年龄不在18~70岁。 人和抑郁症。还有些研究对静息态EEG进行小波 正常组被试基本情况见表1,实验前每个被试 变换,这种变换是把时域和频域结合起来的分析方 都填写了贝克抑郁自评量表。分数都在10分以下, 法,然后计算小波熵,抑郁症与正常人在小波嫡上有 平均5.36分,可以认为都是非抑郁症患者。 显著的差异。本研究中首先使用快速傅里叶变换 表13组被试的基本信息和相关量表评分 (F℉T)将静息态EEG从时域转换为频域,快速傅里 Table 1 Detail information of three groups 叶变换的结果与傅里叶变换的结果相似,但是快速 基本情况 正常组 郁症未用药组抑郁症用药组 傅里叶变换算法在时间复杂度和空间复杂度上都优 人数 9 7 5 于傅里叶变换,较便于计算机计算。快速傅里叶变 性别 5女 2女 2女 换后可以将各个记录通道的频谱进行频带划分。然 年龄 23.32(2.55) 30.43(6.63)46.25(8.88) 后将各个记录通道各个频带的功率或者电压密度导 右利手 0 7 出,做进一步分析。 教育程度研究生或本科小学至研究生高中至本科 由于人类的脑呈左右半球对称的结构,但是左 用药情况 未用药 未用药 用药 右半球的功能不同,研究者很容易考虑到去比较抑 郁症与正常人左右半球活动强度的对称性。已有研 BDI 5.36(2.58)16.43(5.86)**14.75(6.75) 究在将静息态EG快速傅里叶变换后,取各个频带 CGI-S 4.57(0.53) 4.25(0.96) 各个通道的功率值,进行左右半球对称通道功率值 HAMD 20.86(4.18) 20.25(5.12) 是否对称的检验。大量的证据显示单相抑郁症与前 QIDS_SR 16.29(1.80) 14.50(5.45) 部脑区左半球相对右半球活动下降存在联系[2。 T-AL 59.29(4.03)51.00(10.65) 临床抑郁症病人相对正常人而言,显示左前额活动 注:**表示经过:检验,正常组与抑郁症未用药组差异显 下降[)。用贝克抑郁自评量表(BDI)选出的病人 著,P<0.01。 EEG显示与正常人相比左前叶活动降低6。 抑郁症病人被试数据收集的时间为2013年1 尽管人脑前后部分结构上并不对称,还是有研 月,地点为首都医科大学附属北京安定医院。这些 究探讨前后部脑活动强度比率在正常人与抑郁症病 被试者经过安定医院经验丰富的精神病科医师筛 人之间是否有差异。有研究使用PT技术发现抑 选,都达到DSM-IV标准(美国精神病标准)。基本 郁症病人前部脑区相对于后部脑区血液灌注量小, 情况见表1,每个抑郁症患者都填写了贝克自评量 葡萄糖新陈代谢活动较慢[)。但是还没有研究用 表(BDI)、严重度评定表(CGI-S)、汉密尔顿抑郁量 EEG研究此问题。本研究将探讨脑前部相对于脑 表(HAMD)、抑郁快速评估量表(QIDS_SR)、特质焦 后部电生理活动比值在正常人与抑郁症病人之间的 虑问卷(T-I)。其中贝克自评量表、抑郁快速评估 差异。其中FP1、FP2、F3、F,4个通道EEG反映了 量表(QIDS_SR)和特质焦虑问卷(T-AI)由被试自 脑前部的神经电活动,P3、P,两通道EEG反映了脑 己填写,其他量表由医生填写。抑郁症未用药组贝口统计学因素、临床表现、生理学标志、基因多态性 和 EEG/ MEG 参数等都是预测抑郁症治疗效果的重 要指标,但到目前为止还没有单独的预报方法能获 得对临床目的满意的敏感度和特异性[1] 。 高敏感 度和特异性的预测方法对开发计算机诊断具有十分 重要的意义。 1 静息态 EEG EEG 是由脑皮层神经元突触后电位同步总和 的表现。 在人们无刺激、清醒、放松条件下记录的 EEG 称为静息态 EEG。 时域的 EEG 有 2 个特征量, 横轴时间变量与纵轴电位变量。 仅用这 2 个变量难 以区别正常人与抑郁症病人的 EEG。 有些研究将 静息态 EEG 进行傅里叶变换,把时域的 EEG 转换 为频域的 EEG,用频域的特征量来分析,区别正常 人和抑郁症。 还有些研究对静息态 EEG 进行小波 变换,这种变换是把时域和频域结合起来的分析方 法,然后计算小波熵,抑郁症与正常人在小波熵上有 显著的差异。 本研究中首先使用快速傅里叶变换 (FFT)将静息态 EEG 从时域转换为频域,快速傅里 叶变换的结果与傅里叶变换的结果相似,但是快速 傅里叶变换算法在时间复杂度和空间复杂度上都优 于傅里叶变换,较便于计算机计算。 快速傅里叶变 换后可以将各个记录通道的频谱进行频带划分。 然 后将各个记录通道各个频带的功率或者电压密度导 出,做进一步分析。 由于人类的脑呈左右半球对称的结构,但是左 右半球的功能不同,研究者很容易考虑到去比较抑 郁症与正常人左右半球活动强度的对称性。 已有研 究在将静息态 EEG 快速傅里叶变换后,取各个频带 各个通道的功率值,进行左右半球对称通道功率值 是否对称的检验。 大量的证据显示单相抑郁症与前 部脑区左半球相对右半球活动下降存在联系[2-4] 。 临床抑郁症病人相对正常人而言,显示左前额活动 下降[5] 。 用贝克抑郁自评量表( BDI) 选出的病人 EEG 显示与正常人相比左前叶活动降低[6] 。 尽管人脑前后部分结构上并不对称,还是有研 究探讨前后部脑活动强度比率在正常人与抑郁症病 人之间是否有差异。 有研究使用 PET 技术发现抑 郁症病人前部脑区相对于后部脑区血液灌注量小, 葡萄糖新陈代谢活动较慢[7] 。 但是还没有研究用 EEG 研究此问题。 本研究将探讨脑前部相对于脑 后部电生理活动比值在正常人与抑郁症病人之间的 差异。 其中 Fp1 、 Fp2 、 F3 、 F4 4 个通道 EEG 反映了 脑前部的神经电活动,P3 、P4 两通道 EEG 反映了脑 后部的神经电活动。 取这些通道 FFT 后的电压密 度 进 行 ( Fp1 - P3 ) / P3 , ( F3 - P3 ) / P3 , (Fp2 - P4 ) / P4 , ( F4 - P4 ) / P4 计算,这与以前研 究左右半球脑活动不对称性的计算方法是类似。 而 且以前的研究都是使用 FFT 后的功率值进行计算, 本研究使用的是电压密度。 2 方法与被试 2.1 被试情况 抑郁症病人和健康人的选择遵循着一定的排除 标准,只要符合其中之一的人都不能参加实验。 排 除标准为:1)不是右利手;2)最近 6 个月有酒精、药 物滥用或依赖;3)有脑、心、肝、肾、肺等重要脏器疾 病;4)有控制不良的糖尿病;5) 有严重的自杀危险; 6) 伴有其他精神疾病(如精神分裂症、双向心境障 碍等)及严重躯体疾病;7) 年龄不在 18~70 岁。 正常组被试基本情况见表 1,实验前每个被试 都填写了贝克抑郁自评量表。 分数都在 10 分以下, 平均 5.36 分,可以认为都是非抑郁症患者。 表 1 3 组被试的基本信息和相关量表评分 Table 1 Detail information of three groups 基本情况 正常组 郁症未用药组 抑郁症用药组 人数 10 7 5 性别 5 女 2 女 2 女 年龄 23.32(2.55) 30.43(6.63) 46.25(8.88) 右利手 10 7 5 教育程度 研究生或本科 小学至研究生 高中至本科 用药情况 未用药 未用药 用药 BDI 5.36(2.58) 16.43(5.86)∗∗14.75(6.75) CGI-S - 4.57(0.53) 4.25(0.96) HAMD - 20.86(4.18) 20.25(5.12) QIDS_SR - 16.29(1.80) 14.50(5.45) T-AI - 59.29(4.03) 51.00(10.65) 注:∗∗表示经过 t 检验,正常组与抑郁症未用药组差异显 著, P <0.01。 抑郁症病人被试数据收集的时间为 2013 年 1 月,地点为首都医科大学附属北京安定医院。 这些 被试者经过安定医院经验丰富的精神病科医师筛 选,都达到 DSM⁃IV 标准(美国精神病标准)。 基本 情况见表 1,每个抑郁症患者都填写了贝克自评量 表(BDI)、严重度评定表(CGI⁃S)、汉密尔顿抑郁量 表(HAMD)、抑郁快速评估量表(QIDS_SR)、特质焦 虑问卷(T⁃AI)。 其中贝克自评量表、抑郁快速评估 量表(QIDS_SR) 和特质焦虑问卷( T⁃AI) 由被试自 己填写,其他量表由医生填写。 抑郁症未用药组贝 第 2 期 廖智舟,等:抑郁症静息态 EEG 前后部脑电活动 ·169·
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