基于fMRI技术评价TMS干预原发性痛经的镇痛疗效及影像学预测研究

Long term primary dysmenorrhea may induce a series of disorders involving psychology, lower quality of life, or even developing chronic organic lesion or chronic pain. Effective symptom improvement is urgently needed. During the Non-pharmaceutical interventions, repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) is received preliminary approval because of its noninvasive and safe analgesic effect. In this randomized single blind longitudinal study, we investigate the analgesic effect of rTMS in long term moderate-to-severe primary dysmenorrhea women. Based on the pain threshold and visual simulation score, PDM patients will be divided into treatment effective group or non-effective group. According to the functional magnetic resonance imaging, we investigate whether there is characteristic or secondary brain features before and after rTMS intervention. By combining pre and post performances of the degree of dysmenorrhea, behavioral data and sensitive hematological indicators, we intend to build an association model between brain and pain development curve. Using correlation and multiple regression analysis method, we intend to find sensitive neuroimaging biomarkers in predicting the analgesic effect of rTMS. The current study is not only contributing to improve the central nervous systematic mechanism of rTMS in chronic pelvic pain, but also significant for clinical effective treatment based on neuroimaging predictive markers.

长期原发性痛经（PDM）易诱发情绪障碍、降低生活质量，甚至进展为盆腔器质性病变或其他慢性痛，如何有效改善痛经症状是当前临床迫切需求。在慢性痛非药物性干预手段中，重复经颅磁刺激（tTMS）因具有无创、安全的镇痛效果得到初步认可。本项目筛选中-重PDM患者为研究载体，采用随机单盲rTMS干预的纵向实验设计，根据痛阈及视觉模拟评分评估明确rTMS对痛经治疗有效性；基于功能磁共振成像技术观察PDM患者rTMS干预前后中枢响应特点及纵向变化差异，明确是否存在大脑特征性或继发性改变；联合rTMS干预前后痛经程度、行为学数据及敏感性血液学指标，建立中枢与痛经症状发展曲线关联模型，借助多元回归分析方法，试图提取rTMS敏感人群大脑疼痛感知、调节、情感通路影像学预测特征。本项目可初步探索rTMS对PDM镇痛有效性及中枢响应特点，还可能根据中枢影像学预测标记，为针对rTMS敏感性人群开展有效治疗提供客观依据。

长期原发性痛经易诱发情绪障碍、降低生活质量，甚至进展为盆腔器质性病变或其他慢性痛。本研究旨在探寻痛经发作时期痛经的严重程度相关神经影像学特征，提取客观影像学评估指标；对比无痛时期（排卵期）以及疼痛时期（月经期）中枢影像差异与痛经的关系，寻找中枢疼痛处理网络特征与疼痛的个体化差异，为临床实时早期干预提供依据。研究结果显示，包括丘脑、杏仁核、初级感觉皮层等脑区灰质密度异常以及功能连接强度与血清中疼痛调节因子异常存在关联，特别是在非疼痛时期丘脑与初级感觉皮层之间的白质纤维束微结构异常与疼痛强度存在显著负相关，提示长期痛经影响之下，大脑结构和功能存在异常变化，与血液中有关的疼痛调节因子水平异常存在关联。.此外，长期痛经存在情绪调节异常，但中枢神经系统如何在情绪调节中发挥作用尚不明确。本研究引入疼痛共情任务并关联任务态功能磁共振扫描，发现无论在非疼痛期和疼痛期，痛经人群都比健康对照表现出更高的疼痛共情能力，而这种异常的疼痛共情与大脑中前脑岛的激活密切相关，并且慢性疼痛可能会造成个体对他人疼痛感知异常，而且这种异常并不会随着个体状态的改变而变化。因此，痛经女性异常的疼痛共情可能是由于周期性疼痛造成的共情网络失调所致。.在常规盆腔磁共振检查中，原发性痛经子宫形态结构从肉眼上与正常子宫没有明显差异，但是子宫作为痛经的直接感受器官，是否会有结构改变？为了探究痛经子宫结构的变化，我们使用图像处理将子宫分割成子宫内膜，肌层，结合带，子宫体部四个感兴趣区域，并使用机器学习算法筛选子宫纹理特征，构建痛经子宫分类预测模型，发现排卵期子宫结构纹理特征可很好的区分痛经组与对照组，原发性痛经子宫在非痛时期就存在形态结构异常。将大脑白质弥散特性、灰质和功能连接特性与子宫纹理特征联合起来生成特征向量并进行预测建模，发现联合预测性能优于大脑或子宫单独预测性能。.本研究结果提示长期痛经存在大脑结构及功能调节异常，部分脑区与情绪调节异常有关；联合大脑结构、功能以及子宫纹理特征可以更好预测痛经严重程度。