Journal of Anaesthesia：哈佛大学麻省总院识别腰痛敏感脑区-杭州脑海科技有限公司

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2019年4月1日，美国哈佛大学麻省总医院的孔健教授的研究团队在British Journal of Anaesthesia（IF=11.719）上发表了题为“Identifying brain regions associated with the neuropathology of chronic low back pain: a resting-state amplitude of low-frequency fluctuation study”的文章，该研究使用低频振幅（ALFF）识别对慢性腰痛强度变化敏感的脑区，并使用支持向量机根据ALFF结果探究能够区分慢性腰痛患者和正常被试的脑区。

编者：展琳琳

校审：李杰

腰痛是致残的主要原因之一，与包括中央旁小叶、辅助运动区、杏仁核以及前扣带回皮层等在内的脑区的功能和结构的变化有关。研究表明，对慢性腰痛强度变化敏感的脑区具有监测慢性腰痛严重程度和衡量治疗效果的潜力。ALFF主要用于判别不同脑区的活动及其功能，具有较好的可重复性和较为明确的生理意义，可用于识别与慢性腰痛有关的脑区的变化。

本研究纳入了两组非特异性慢性腰痛患者和正常被试。第一组包括90名年龄在22-50岁的慢性腰痛患者与74名年龄性别与之匹配的正常被试。第二组包括18名慢性腰痛患者和18名年龄性别与之匹配的正常被试，用于验证第一组的机器学习结果。

在实验中，患者被要求在静息态磁共振扫描前后使用0-100的连续数值对VAS疼痛强度进行评分。具体而言，被试第一次扫描后，会进行加剧疼痛的动作，将腰痛程度提高约30%。这些动作（例如腰椎屈曲、伸展或旋转）是根据受试者报告中加剧的腰痛情况为每个受试者量身定制的。这些动作会进行10-15分钟，之后，被试再次进行静息态磁共振扫描。此外，鉴于前扣带回皮层在疼痛调节中的关键作用，本研究还进行了对前扣带回皮层的形态学分析。

进行相关动作前慢性腰痛与健康对照受试者的组间比较

对感受到较高疼痛症状和较低疼痛状况的被试进行比较，结果表明：较高的疼痛与双侧前脑岛、海马回、海马旁回、右侧杏仁核和左侧丘脑的ALFF值升高有关，而双侧内侧前额叶皮层、前扣带回皮层、楔前叶、后扣带皮层、颞顶联合区和背外侧前额叶与ALFF值的降低有关。且内侧前额叶皮层以及前扣带回皮层的ALFF变化与慢性腰痛患者的疼痛强度变化呈负相关。

慢性腰痛患者较高和较低疼痛的组间比较

本研究发现，与正常被试相比，慢性腰痛患者在中央旁小叶、辅助运动区、中央前回、中央后回、前扣带回皮层中表现出ALFF的升高，而形态学的分析也显示，慢性腰痛患者前扣带回皮层的灰质体积增加。此外，默认网络、脑岛、杏仁核、海马及海马旁回的 ALFF 对动作触发的自发性背痛强度变化敏感，这可能具有监测慢性腰痛症状变化的潜力。

研究人员指出，本研究的结果可能揭示慢性腰痛的病理生理学原理，并有助于增加脑成像在转化医学中的应用。

通讯作者：

孔健教授

原文链接

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6676015/

原文文献

Zhang, B., Jung, M., Tu, Y., Gollub, R., Lang, C., Ortiz, A., Park, J., Wilson, G., Gerber, J., Mawla, I., Chan, S. T., Wasan, A., Edwards, R., Lee, J., Napadow, V., Kaptchuk, T., Rosen, B., & Kong, J. (2019). Identifying brain regions associated with the neuropathology of chronic low back pain: a resting-state amplitude of low-frequency fluctuation study. British journal of anaesthesia, 123(2), e303–e311. https://doi.org/10.1016/j.bja.2019.02.021

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