《Psychiatry Research》：A novel method of measuring cortical thickness in schizophrenia spectrum disorders: a preliminary analysis of multi-echo fast spoiled gradient echo MRI
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本研究对比ME-FSPGR与BRAVO-T1序列在精神分裂症谱系障碍（SSD）患者和健康对照组的皮质厚度差异。结果显示两者皮质厚度中度相关（p<0.05），但ME序列需更严格的质量控制。结论ME-FSPGR在结构成像中有限可靠，优化后可为多模态神经影像提供更稳健的成像基础。
乔治·纳德（George Nader）| 马蒂斯·杜沙尔姆（Matisse Ducharme）| 埃德加多·托雷斯-卡莫纳（Edgardo Torres-Carmona）| 科琳·费舍尔（Corinne Fischer）| 阿里尔·格拉夫（Ariel Graff）| 菲利普·格雷滕森（Philip Gerretsen）| 亚历山大·I.F. 辛普森（Alexander I.F. Simpson）| 安东尼奥·斯特拉费拉（Antonio Strafella）| 金伯利·L. 德斯蒙德（Kimberly L. Desmond）| 文森佐·德卢卡（Vincenzo De Luca）
成瘾与心理健康中心（Centre for Addiction and Mental Health, CAMH），地址：250 College St, 多伦多，安大略省 M5T 1R8
摘要
尽管过去十年进行了大量的神经影像学研究，但我们对精神分裂症谱系障碍（Schizophrenia Spectrum Disorders, SSD）的病理生理学理解仍然有限。最近，多模态磁共振成像（Multimodal Magnetic Resonance Imaging, MRI）为复杂的神经精神疾病提供了有价值的见解。然而，这种方法通常需要更长的扫描时间，并且由于额外的预处理步骤而难以重复。在这项研究中，我们探讨了多回波快速破坏梯度（Multi-Echo Fast Spoiled Gradient, ME-FSPGR）序列生成T1加权图像的能力，这些图像可以可靠地用于研究SSD患者的皮质厚度。研究招募了11名SSD患者和10名健康对照组，他们使用3T MRI接受了ME-FSPGR和BRAVO-T1扫描。皮质厚度分析使用了FreeSurfer软件和Desikan-Killiany图谱。结果显示，ME-T1和BRAVO-T1测得的皮质厚度值之间存在中等程度的相关性（皮尔逊相关系数调整后的p值<0.05），并且两种方法测得的平均差异在总体上也无显著差异（SSD组与对照组）。然而，ME-T1分析需要大量的质量控制和处理工作。总之，我们的研究表明，ME-FSPGR在生成可用于研究SSD皮质异常的结构图像方面具有有限的但可接受的可靠性。考虑到ME-FSPGR的多模态能力，优化这种采集方法以提高图像质量将为更稳健的多模态神经影像学研究铺平道路，从而为理解复杂精神疾病的病理生理学提供更多见解。
引言
精神分裂症谱系障碍（SSD）是一组严重的精神疾病，会导致生活质量下降，据估计影响了全球1.8%的人口（Ringeisen等人，2023年）。SSD包括精神分裂症、分裂情感性障碍和精神分裂样障碍，其特征是出现精神病性症状（如幻觉、妄想和思维紊乱）以及阴性抑郁症状（如抑郁和情感平淡）（McCutcheon等人，2020年）。
磁共振成像（MRI）等成像技术被广泛用于研究SSD患者与普通人群的大脑形态差异。已经证实，SSD患者的脑容量平均比健康对照组小（Kuo & Pogue-Geile，2019年）。此外，大规模研究显示SSD患者的灰质体积减少且皮质变薄（Haijma等人，2013年；van Erp等人，2016年）。更具体地说，研究发现SSD患者的皮质厚度减少在左右脑半球的前额叶和颞叶区域最为明显（van Erp等人，2018年）。另一方面，某些区域的皮质厚度似乎随年龄和性别而增加，例如右侧下顶叶和双侧上顶叶（van Erp等人，2018年）。其他皮下区域，如海马体、杏仁核和基底节也受到SSD的影响（van Erp等人，2016年）。尽管这些变化可以解释某些疾病特征（如认知衰退），但SSD的确切病理生理学机制仍不清楚（Luo等人，2019年）。此外，这些结构变化似乎更具动态性，而不仅仅是静态的衰退。例如，研究发现皮质厚度的最大变化出现在疾病早期阶段，随后通常会伴随着代偿性的重组和正常化（S. Guo等人，2016年）。在网络层面，某些枢纽区域（如岛叶）在SSD中的连接性较低（Palaniyappan等人，2019年）。
由于这种疾病的复杂性，人们采用了更复杂和多参数的成像技术来更好地理解其机制。例如，最近的研究提出了“中心点方法”，而不是传统的不同区域厚度下降的方法。这种方法确定了大脑范围内灰质体积和厚度病理下降的起始枢纽区域（主要是布罗卡区和前岛叶区）（Jiang等人，2024年）。其他研究还强调了灰质体积变异性的重要性及其与SSD结构下降程度的相关性（Jiang等人，2025年）。此外，还包括功能性磁共振成像（fMRI）、定量磁化率映射（QSM）和磁化率加权成像（SWI）等多模态技术（Howes等人，2023年）。然而，多模态成像显著增加了扫描时间，并进一步复杂化了预处理过程，因为需要注册不同的图像，而这有多种方法。预处理方法的多样性被认为是神经影像学研究中重复性问题的一个潜在原因（Ko?ak等人，2024年；Moradmand等人，2019年）。
然而，新的MRI序列（如多回波快速破坏梯度ME-FSPGR）的发展使得通过不同的加权方式生成多模态脑图成为可能。这种方法显著缩短了扫描时间，并消除了潜在的不可重复性来源，如不同的预处理方法和图像配准问题。ME-FSPGR之前已被用于生成QSM、SWI和T1加权图像（L. F. Guo等人，2013年；Hasegawa等人，2017年；Mazzucchi等人，2022年）。
在这项研究中，我们将ME-FSPGR生成的T1加权图像与传统的脑体积成像（BRAVO-T1）进行了比较，并进一步对比了这两种方法在检测SSD患者与健康对照组皮质厚度差异方面的能力。
章节片段
参与者与招募
从加拿大多伦多的成瘾与心理健康中心（CAMH）招募了15名精神分裂症谱系障碍（SSD）患者和14名健康对照组（HC），年龄在18至75岁之间。SSD的诊断通过DSM-V迷你国际神经精神访谈（Mini-International Neuropsychiatric Interview for the DSM-V，Sheehan，无日期）得到确认，所有SSD患者都正在接受抗精神病药物治疗。对照组的纳入标准是之前没有原发性精神病史。两组患者的排除标准包括：
研究对象
共有29名参与者参与研究：15名精神分裂症谱系障碍（SSD）患者和14名健康对照组（HC）。经过质量控制后，每组各有4名参与者因ME-T1图像质量不佳被排除，最终剩下11名SSD患者和10名对照组。两组之间的平均年龄没有统计学差异，分别为44.5岁和35.1岁。两组之间的男女比例也相当。SSD组患者的具体疾病类型如下：
讨论
多模态成像在神经精神疾病中的应用日益增多，旨在理解其复杂的病理生理学机制。在这项研究中，我们比较了多回波快速破坏梯度回波（ME-FSPGR）序列与标准BRAVO-T1成像序列在检测精神分裂症谱系障碍（SSD）患者皮质厚度变化方面的敏感性。总体而言，ME-T1在大多数感兴趣的区域（ROIs）与BRAVO-T1的结果相当；然而，它需要更多的处理步骤。
资金来源声明
本研究由AFP创新基金资助，该基金授予了来自成瘾与心理健康中心的文森佐·德卢卡（Vincenzo De Luca）博士。乔治·纳德（George Nader）获得了加拿大卫生研究院（CIHR）的研究生奖学金支持。
数据可应相应作者的要求提供。
作者贡献声明
乔治·纳德（George Nader）： 马蒂斯·杜沙尔姆（Matisse Ducharme）： 埃德加多·托雷斯-卡莫纳（Edgardo Torres-Carmona）： 科琳·费舍尔（Corinne Fischer）： 阿里尔·格拉夫（Ariel Graff）： 菲利普·格雷滕森（Philip Gerretsen）： 亚历山大·I.F. 辛普森（Alexander I.F. Simpson）： 安东尼奥·斯特拉费拉（Antonio Strafella）： 金伯利·L. 德斯蒙德（Kimberly L. Desmond）： 文森佐·德卢卡（Vincenzo De Luca）： 负责概念设计。
