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随着生活节奏不断加快，长期久坐的不良习惯和饮食不规律导致的便秘问题日益严重。据调查研究显示，功能性便秘的平均患病率已达到16%，严重影响人们的日常生活。功能性胃肠疾病研究发现患者大脑中负责情绪加工处理、躯体感觉处理和运动控制的脑区活动存在异常。临床数据表明，部分功能性便秘患者(Functional Constipation，FCon)患病同时伴有焦虑抑郁倾向，病情易反复发作，且易发展成为顽固性便秘。课题组前期研究发现，功能性便秘患者负责躯体感觉和运动控制的脑区功能活动异常，伴有焦虑抑郁的功能性便秘患者(FCon patients with anxiety/depressive status，FCAD)情绪唤醒网络功能活动水平异常，大脑功能变化往往伴随结构变化，然而目前未有研究报道FCon大脑结构变化。基于以往研究报道和课题组工作基础，本文从皮层形态学角度研究FCon以及FCAD大脑结构变化，并在此基础上研究FCAD基于皮层形态学差异区的大脑白质纤维束连接变化。
首先，研究功能性便秘引起的大脑皮层形态学异常变化。研究共纳入FCon患者29名，正常被试(HealthyControls，HC)29名，从皮层厚度、皮层表面积和皮层体积三个层面刻画FCon皮层形态学变化，双样本T检验统计分析结果发现，FCon的额中回(Middle Frontal Gyrus，MFG)、颞中回(Middle Temporal Gyrus，MTG)、后扣带回/楔前叶(Posterior Cingulated Cortex / precuneus，PCC / precuneus)、辅助运动区(SomatosensoryMotorArea，SMA)、背内侧前额叶(Dorsomedial PrefrontalCortex， DMPFC)、腹内侧前额叶(Ventromedial Prefrontal Cortex，VMPFC)、眶额回(orbitofrontalcortex，OFC)和背侧前扣带回(dorsal anterior cingulatecortex，dACC)皮层厚度显著降低，FCon患者的中央前回(precentral gyrus， PreCen)皮层表面积显著减少，FCon患者的MTG、中央前回和楔前叶/楔叶皮层体积显著降低。相关分析结果发现，SMA皮层厚度值与排便不尽感分数呈现显著负相关性，DMPFC皮层厚度值与排便不尽感分数呈现显著负相关性，dACC皮层厚度值与便秘时间呈现显著负相关性。研究结果表明FCon患者中与情绪处理、运动控制、自我参照处理相关脑区的皮层形态发了变化。
其次，在上一章研究基础上，增加被试数量，根据量表统计每名被试的焦虑、抑郁、状态/特质焦虑评分，以四个评分为分类指标，依据量表分数采用层次聚类方法把所有的患者分为单纯功能性便秘患者(FC patients without anxiety/depressive status， FCNAD)和FCAD两类。分类后研究共纳入FCAD30名，FCNAD30名，HC30名。采用单因素方差分析方法比较FCAD、FCNAD和HC的皮层形态差异，发现MFG、MTG、precuneus、DMPFC、VMPFC和膝前部扣带回区域皮层厚度有显著性差异，FCNAD和FCAD的皮层厚度都显著低于HC，FCAD在precuneus的皮层厚度显著低于FCAD。分割并提取所有被试的皮下体积，经单因素方差分析比较发现FCAD、FCNAD和HC右侧苍白球区域的皮下体积有显著性差异。FCNAD中，precuneus皮层厚度值和腹痛感分数呈现负相关性，FCAD中DMPFC区域皮层厚度值和SAS分数呈现负相关性。结果表明患病同时，焦虑抑郁因素同样引起大脑形态学变化，变化区域和情绪处理、自我参照处理密切相关。
最后，基于皮层形态变化，探索相应脑区白质纤维束连接是否存在异常。排除FCNAD中两名DTI数据损坏的被试，本章研究纳入被试与上章一致。根据课题组前期研究成果，假设丘脑(Thalamus，THA)到皮层形态学差异区之间白质纤维束连接存在差异，基于该假设，THA做为种子点，FCAD、FCNAD和HC皮层形态学差异区为目标区域，研究THA到目标区域之间白质纤维束连接变化，发现FCAD中THA-precuneus的白质纤维束连接部分各向异性分数(FA)存在显著性差异，THA-MFG的白质纤维束连接轴向弥散系数存在显著性差异。结果表明，焦虑抑郁因素改变功能性便秘患者皮层形态的同时，THA到precuneus和MFG之间的白质纤维束连接也发生了变化，进一步证实了焦虑抑郁状态与大脑结构变化之间的相关性，为功能性便秘引起的大脑功能变化寻找到了结构异常变化的影像学证据，也为临床进一步细分功能性便秘提供了理论支持。
本文从大脑皮层形态和结构连接两方面研究功能性便秘患者大脑结构变化，发现FCon患者与情绪处理、运动控制、自我参照处理相关脑区的皮层形态改变，FCAD与情绪处理和自我参照处理的皮层形态和白质纤维束连接异常，反应了精神状态与大脑结构变化间的密切相关性，揭示了大脑功能异常变化背后的结构变化基础，也为功能性便秘的临床治疗辅助抗精神障碍药物提供依据。
首先，研究功能性便秘引起的大脑皮层形态学异常变化。研究共纳入FCon患者29名，正常被试(HealthyControls，HC)29名，从皮层厚度、皮层表面积和皮层体积三个层面刻画FCon皮层形态学变化，双样本T检验统计分析结果发现，FCon的额中回(Middle Frontal Gyrus，MFG)、颞中回(Middle Temporal Gyrus，MTG)、后扣带回/楔前叶(Posterior Cingulated Cortex / precuneus，PCC / precuneus)、辅助运动区(SomatosensoryMotorArea，SMA)、背内侧前额叶(Dorsomedial PrefrontalCortex， DMPFC)、腹内侧前额叶(Ventromedial Prefrontal Cortex，VMPFC)、眶额回(orbitofrontalcortex，OFC)和背侧前扣带回(dorsal anterior cingulatecortex，dACC)皮层厚度显著降低，FCon患者的中央前回(precentral gyrus， PreCen)皮层表面积显著减少，FCon患者的MTG、中央前回和楔前叶/楔叶皮层体积显著降低。相关分析结果发现，SMA皮层厚度值与排便不尽感分数呈现显著负相关性，DMPFC皮层厚度值与排便不尽感分数呈现显著负相关性，dACC皮层厚度值与便秘时间呈现显著负相关性。研究结果表明FCon患者中与情绪处理、运动控制、自我参照处理相关脑区的皮层形态发了变化。
其次，在上一章研究基础上，增加被试数量，根据量表统计每名被试的焦虑、抑郁、状态/特质焦虑评分，以四个评分为分类指标，依据量表分数采用层次聚类方法把所有的患者分为单纯功能性便秘患者(FC patients without anxiety/depressive status， FCNAD)和FCAD两类。分类后研究共纳入FCAD30名，FCNAD30名，HC30名。采用单因素方差分析方法比较FCAD、FCNAD和HC的皮层形态差异，发现MFG、MTG、precuneus、DMPFC、VMPFC和膝前部扣带回区域皮层厚度有显著性差异，FCNAD和FCAD的皮层厚度都显著低于HC，FCAD在precuneus的皮层厚度显著低于FCAD。分割并提取所有被试的皮下体积，经单因素方差分析比较发现FCAD、FCNAD和HC右侧苍白球区域的皮下体积有显著性差异。FCNAD中，precuneus皮层厚度值和腹痛感分数呈现负相关性，FCAD中DMPFC区域皮层厚度值和SAS分数呈现负相关性。结果表明患病同时，焦虑抑郁因素同样引起大脑形态学变化，变化区域和情绪处理、自我参照处理密切相关。
最后，基于皮层形态变化，探索相应脑区白质纤维束连接是否存在异常。排除FCNAD中两名DTI数据损坏的被试，本章研究纳入被试与上章一致。根据课题组前期研究成果，假设丘脑(Thalamus，THA)到皮层形态学差异区之间白质纤维束连接存在差异，基于该假设，THA做为种子点，FCAD、FCNAD和HC皮层形态学差异区为目标区域，研究THA到目标区域之间白质纤维束连接变化，发现FCAD中THA-precuneus的白质纤维束连接部分各向异性分数(FA)存在显著性差异，THA-MFG的白质纤维束连接轴向弥散系数存在显著性差异。结果表明，焦虑抑郁因素改变功能性便秘患者皮层形态的同时，THA到precuneus和MFG之间的白质纤维束连接也发生了变化，进一步证实了焦虑抑郁状态与大脑结构变化之间的相关性，为功能性便秘引起的大脑功能变化寻找到了结构异常变化的影像学证据，也为临床进一步细分功能性便秘提供了理论支持。
本文从大脑皮层形态和结构连接两方面研究功能性便秘患者大脑结构变化，发现FCon患者与情绪处理、运动控制、自我参照处理相关脑区的皮层形态改变，FCAD与情绪处理和自我参照处理的皮层形态和白质纤维束连接异常，反应了精神状态与大脑结构变化间的密切相关性，揭示了大脑功能异常变化背后的结构变化基础，也为功能性便秘的临床治疗辅助抗精神障碍药物提供依据。