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摘要

背景:有证据表明剧痛和大脑连接激活之间存在关联。然而，这种神经网络变化的本质，以及最可能受到影响的大脑区域仍然未知。

摘要目的:总结文献中可用的关于fmri检测到的灾难性疼痛个体的大脑变化的数据。

方法:这一综述包括搜索以下数据库:Medline-via-PubMed, Web-of-Science和Scopus。我们包括:横断面研究;功能磁共振成像研究使用巨痛量表;对照组是健康的人我们使用纽卡斯尔-渥太华质量评估量表来衡量所选研究的质量评价。

结果:共识别出339篇文章，在标题和摘要选择后，选择11篇参考文献进行进一步评价。不幸的是，有7部作品被排除在资格标准之外。因此，共纳入四项研究进行定性分析:两项包括偏头痛受试者;一个纤维肌痛;还有另一个颞下颌功能障碍。纳入的文章证据质量适中。

结论:在健康受试者中，反复暴露于疼痛刺激会产生一种特定的疼痛感，增强功能连接和体感网络活动。这种情况不会发生在灾难性得分高的患者身上，相反，他们可能会获得一种与疼痛相关的注意力增强状态，无法将注意力转移到其他情况上，导致疼痛调节能力下降。本研究发现，在反刍或负性疼痛感知过程中，前后扣带皮层、体感皮层、内侧前额叶皮层、丘脑、脑岛、楔前、中脑和脾后皮层的功能连通性发生了变化。

关键字

大祸临头;磁共振成像;神经影像;大脑映射

简介

国际疼痛研究协会(IASP)将慢性疼痛定义为无生物原因的不适感，持续时间超过组织愈合[1]。流行病学数据表明，慢性疼痛存在于大约2-40%的世界人口中。慢性疼痛患病率的这种广泛范围是由评估疼痛症状的不同方法[2]所证明的。疼痛的形成和处理涉及复杂的机制，需要认知、知觉和情感[3]，而心理因素也与疼痛的慢性[4]有关。前扣带皮层、丘脑、基底神经节和脑岛等区域与疼痛感知有关，在遭受这种功能障碍的受试者[5]中，这些区域可能发生结构或电路相关的变化。

慢性痛觉的认知和情感方面，涉及灾难性疼痛相关的思考，定义为面对痛苦体验时的消极状态[6]。灾难性疼痛尤其与与痛苦情况相关的思想和感觉有关，如恐惧、担忧和无法转移注意力和处理疼痛[7]。

通过神经影像学评估，灾难性疼痛的个体水平与疼痛预期相关大脑活动的减少相关。大脑活动减少导致纤维肌痛患者[8]的痛觉过敏。此外，有人认为剧痛与痛觉有关，与患者的心理角度一起可以调节有害刺激的感知，从而改变神经活动模式[9]。

那些表现出更高程度的剧痛的患者似乎对疼痛刺激的反应增加了皮层活动，包括后扣带皮层、前岛叶和小脑[9]。越来越多的证据表明，灾难性的疼痛会激活体感皮层、前额叶皮层、扣带皮层和海马体[10]。然而，巨痛与导水管周围灰质活化[11]的改变无关。

通过功能性磁共振成像(fMRI)检测，文献提供了巨痛和大脑连接激活之间关联的证据。然而，这种神经网络变化的确切性质，以及最可能受到影响的大脑区域仍是未知的。因此，这篇综述的目的是总结有关fmri检测到的慢性灾难性疼痛个体的大脑变化的文献中可用的数据。

方法

横断面文献检索在以下数据库中进行:Medline via PubMed、Web of Science和Scopus。我们使用的文章没有发表日期和语言限制。使用的MESH描述符是:“灾难化”，“灾难化”，“磁共振图像”，“神经成像”，“大脑测绘”，并结合布尔运算符“与”。本综述注册号为CRD42018090379。

搜索期为2017年4月至8月，由三名独立审稿人进行搜索:A.I.S.O.S、J.K.O.F、m.m.b.b.，他们根据资格标准从标题和摘要中获取并识别文章。如有疑问，选择这些研究作进一步全文分析。

纳入标准是使用功能磁共振成像的横断面研究，灾难性疼痛量表，包括对照组和健康个体。研究对象年龄小于18岁、孕妇或使用其他脑成像评估的研究被排除在本研究之外。文章选择流程图遵循系统审查和荟萃分析(PRISMA)模型的首选报告项目(图1)。

图1所示。选择和收录文章的流程图和标准

对入选研究的质量评价由三名独立审稿人使用横断面研究的纽卡斯尔-渥太华质量评价量表(NOS)进行。该工具根据(a)选择(样本代表性、样本量、未回应的受试者、暴露/风险因素)分析文章;(b)可比性;(c)结果(结果评价和统计分析)。NOS定性分析使用了10颗星的完整分类，分布在三个领域:选择(最多5颗星)、可比性(最多2颗星)和结果(最多3颗星)。得到的星星数量越多，研究的方法学质量越好。

结果

我们从数据库搜索中共识别出339篇文章，根据标题和摘要进行初步筛选后，选择了11篇参考文献进行进一步阅读。不幸的是，我们排除了七篇论文，因为它们不符合资格标准，一篇是因为它没有使用健康个体作为对照组。因此，共纳入四项研究进行定性分析(图1)。

经过仔细的方法分析，纳入的文章呈现中等质量的证据。结果分析见表1。

表1．根据纽卡斯尔-渥太华质量评价量表/横截面研究(NOS)对纳入研究进行方法学质量评价。

NOS评估(10 *)	Hubbard等人[11]	Kucyi等。[15]	Mathur等[16]	Kim等人[17]
选择
代表性	-	-	-	-
样本大小	-	-	-	-
Non-respondents	-	-	*	-
暴露的确定	**	**	**	**
可比性	*	*	*	*
结果评估	**	**	**	**
统计检验	*	-	-	-
总计	* * * * * *	＊＊＊＊＊	* * * * * *	＊＊＊＊＊

在75%的研究中，图像采集在“休息”或“活动”期间进行，以达到疼痛阈值，如表2所示。

表2。纳入研究的特征。

作者/ 一年	组 n (M / W)	年龄(年)±标准偏差	入选标准	排除标准	评估	功能磁共振成像期间的活动	结果
Hubbard等人[11]	一)偏头痛 N = 17 (4/13) b)控制 N = 18 (4/14)	a)偏头痛= 41.71±12.2 b)对照组= 38.89±11.25	1)头痛复发史3个月以上，月频次>	--	fMRI (Siemens 3T Tim Trio MRI)， t1加权图像(144片，视场[FOV]: 230 mm，回波时间[TE]: 3.44 ms，重复时间[TR]:2500 ms，翻转角度:9.0°，分辨率:0.9 × 0.9 mm，矩阵尺寸:256 × 256 mm， 切片厚度:1毫米，无间隙)和t2加权(自旋回波，194卷，36片，视场:230毫米， TE: 30 ms, TR: 2500 ms，翻转角度:90°，矩阵尺寸:128 × 128 mm，分辨率:1.8 × 1.8 mm，切片厚度:4 mm，无缝隙，斜切片)	休息 vs 与疼痛相关的认知任务	结构性(灰质减少): -左主体感觉皮层，左前额叶内侧皮层，左前扣带中皮层 功能连接: -双侧背外侧前额叶皮层，后扣带皮层;
Kucyi等。[15]	一)战区导弹防御系统 N =17 (0/17) b)控制 N = 17 (0/17)	a) TMD = 33.1±11.9 b)对照组= 33.2±10.2	(1)非创伤性DTM (2)颞下颌区肌肉疼痛;(3)咀嚼肌疼痛口头评估至少4/10，持续至少3个月 (4)触诊疼痛和/或进食后至少三块肌肉持续剧烈疼痛;和/或触诊颞下颌关节时中度疼痛和/或下颌运动受限(开口40mm)	(1)左撇子 (2)代谢、风湿、血管或其他严重疾病的自我报告 (3)功能性慢性疼痛障碍(肠易激综合征和纤维肌痛)自我报告 (4)精神障碍自我报告 (5)神经系统异常检查 (6) MRI禁忌症 (7)物质使用。 健康对照:慢性疼痛史。	fMRI BOLD (3T GE Signa HDx MRI系统)，t2加权图像(TR: 2000 ms, TE: 40 ms，翻转角度:45°;每个体积轴向切片28片，64 × 64矩阵，3.125 × 3.125 4 mm3.三维序列t1 -加权图像(TR:12 ms, TE: 5 ms, TI: 300 ms，翻转角度:20°，128轴向切片，256 × 256矩阵，视场:24 × 24 cm, 0.94 × 0.94 1.5 mm3.体素)	休息	功能连接: -内侧前额叶皮层，左侧后扣带皮层，丘脑前部和内侧，右侧楔形骨，中脑和脾后皮层
Mathur等[16]	a)偏头痛= N = 14 (3/11) b)控制= N = 14 (3/11)	b) a)偏头痛= 40.8±11.9 b)对照组= 38.9±12.5	1)偏头痛发作频率高的患者(疼痛天数多于无疼痛天数) 2) 1年以上复发性头痛病史	1)精神疾病 2)孕妇 3)使用非法药物和酗酒 4)以慢性疼痛控制	fMRI BOLD (Siemens 3T Tim Trio)，包括t2加权图像(自旋回波，36片，TR: 2500 ms, TE: 30 ms，翻转角度:90°，FOV: 230 mm，分辨率:1.8 × 1.8 mm，矩阵尺寸:128 × 128 mm，切片厚度:4 mm，无间隙，斜切片)和t1加权图像(144片，TR: 2500 ms, TE: 3.44 ms，翻转角度:9.0°，FOV: 230 mm，分辨率:0.9 × 0.9 mm，矩阵尺寸:256 × 256 mm，切片厚度:1 mm，无间隙)	休息 vs 痛苦的热刺激。	↓功能连接: 内侧前额叶皮层，尾状体，后扣带/楔前叶; 功能连接: -前脑岛
Kim等人。2016 [17]	a)纤维肌痛= n = 35 (3/32) b)控制= N = 14 (4/10)	a)纤维肌痛= 44.9±12 b)对照组= 44.2±14.3	1)年龄18-70岁 2)纤维肌痛的诊断 3)了解Wolfe等人提出的标准。	1)神经和心脏疾病、焦虑症 2)头部损伤史 3)阿片类药物治疗 4)吸毒 5) MRI禁忌症 6)控制急性或慢性疼痛和年龄超过既定限度	fMRI(西门子3T TIM Trio MRI系统)，t2加权图像- BOLD EPI (TR/TE = 2秒/30 ms，翻转角度:90°，37 AC-PC对齐轴向切片，体素大小:3.1 × 3.1 × 3.6 mm)和t1加权图像MPRAGE (TR/TE1/TE2/TE3/TE4 = 2,330 /1.64/3.5/5.36/7.22 ms，翻转角度:7°，体素大小:1 mm各向异性)	休息 vs 疼痛刺激(压力)	功能连接: -双侧前岛的主要体感区

FOV:视野。

讨论

本综述的目的是总结在慢性灾难性疼痛个体中fmri检测到的大脑变化的文献中可用的数据。在这些个体中，在调节神经回路和疼痛调节和情感记忆的下行分子通路的大脑区域中，存在功能性连接改变。从我们的文献综述中积累的证据支持这样的观点，即特定的大脑区域，包括前后扣带皮层、体感皮层、内侧前额叶皮层、丘脑、脑岛、楔前、中脑和脾后皮层，在反刍或负面疼痛感知过程中被激活。

几项研究已经报道了慢性疼痛患者在静息状态下进行内省思考时功能连通性的改变。默认模式网络(DMN)的这种变化可能证明了这类个体认知或感觉运动网络基础活动的增加[12-15]。为了证实这些数据，我们对经历了灾难性疼痛的个体的所有研究都发现，在神经影像学检查中，与DMN相关的区域有明显的大脑变化，如内侧前额叶皮层、后扣带皮层和脑岛。

据报道，疼痛反刍与内侧前额叶皮层的功能连通性以及后扣带皮层、楔前叶、脾后皮层、中脑、丘脑背内侧和腹前核的激活区域呈正相关。这些改变证明了这些人将痛苦或消极思想与情绪和情感方面联系起来。与这些发现相反，灾难性疼痛与内侧、尾状核、前额叶皮层和前扣带皮层的活动呈负相关[17]。在痛感刺激时，这些区域的连通性减少与对疼痛的注意力捕捉有关，而这种注意力捕捉又因对疼痛的消极合理化而增强，比如将其灾难化。尽管存在这种差异，同一项研究也证明了灾难性疼痛评分与双侧前脑岛激活的正相关，前脑岛是负责情感和注意力疼痛处理的区域，因此提示了引起疼痛超敏反应的神经生物学底物的存在。

这篇综述使得对剧痛患者最活跃的大脑区域的检查成为可能。然而，本研究的主要局限性在于，由于研究样本的异质性，很难进行元分析。

尽管灾难性疼痛与许多心理因素有关，但目前的综述表明，灾难性疼痛患者可能是大脑解剖和生理上的改变，如灰质减少或功能连通性的改变。然而，只有少数相关研究的方法学质量适中。

结论

反复暴露在疼痛刺激下，会产生对疼痛的共同感知，同时增加功能连接和体感网络活动，这表明疼痛的减少与内在感觉运动网络连接的增加有关。灾难性得分高的患者可能有疼痛介导的注意力状态增加，无法将注意力转移到其他情况，这可能导致疼痛调节能力降低。

参考文献

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