磁敏感加權成像定量測量在鑒別診斷帕金森病和血管性帕金森綜合征中的應用

王 慈 WANG Ci

范國光1 FAN Guoguang

徐 克1 XU Ke

劉 芳1 LIU Fang

孫文閣1 SUN Wenge

羅曉光2 LUO Xiaoguang

2.中國醫(yī)科大學附屬第一臨床醫(yī)院神經內科 遼寧沈陽 110001

帕金森病（PD）和血管性帕金森綜合征（VPS）是中老年人比較常見的中樞神經系統(tǒng)疾病，二者常有類似的震顫、肌強直、運動緩慢等進行性運動功能障礙，臨床上容易混淆，且PD也可以與腦梗死并存，因此對于PD和VPS的鑒別診斷尚無客觀的檢查方法。磁敏感加權成像（SWI）作為近年來新發(fā)展起來的MRI技術，是一種具有長回波時間、三個方向上均有流動補償的梯度回波序列，對鐵、靜脈結構和血液代謝物極其敏感[1]，目前應用SWI測量在國內外已有報道。本研究旨在通過對PD、VPS患者以及正常對照者在SWI上測量錐體外系各核團相位值，探討SWI對PD和VPS的診斷及鑒別診斷價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2010-04～12中國醫(yī)科大學附屬第一臨床醫(yī)院40例神經內科門診及住院PD及VPS患者，均符合全國錐體外系疾病討論會制訂的診斷標準，并由對PD和VPS具有診治經驗的2名神經內科專家（具有執(zhí)業(yè)醫(yī)師資格證書，并專門從事PD以及VPS研究達10年以上）共同評定，排除藥毒物、創(chuàng)傷、腦血管病或其他原因引起的帕金森綜合征以及具有運動障礙等疾病家族史的患者；PD組20例，其中男10例，女10例；年齡46～84歲，平均（67.25±10.65）歲；病程0.5～10年，平均（2.80±2.80）年；Hoehn&Yahr分級[2]：Ⅰ～Ⅱ級7例，Ⅲ級7例，Ⅳ級6例。VPS組20例，病例選擇以對腦血管病變具有診治經驗的神經內科專家評定為主，所有研究對象均為右利手；其中男10例，女10例；年齡47～81歲，平均（68.63±9.90）歲；病程0.5～8 年，平均（3.20±2.19）年；Hoehn&Yahr分級：Ⅰ～Ⅱ級8例，Ⅲ級6例，Ⅳ級6例。健康對照組20例，其中男10例，女10例；年齡41～85歲，平均（66.30±11.37）歲；納入標準：右利手；常規(guī)體檢正常，臨床及磁共振檢查未見異常；無中樞神經系統(tǒng)疾病史；無吸毒、吸煙以及酗酒史；無長期服用可影響神經系統(tǒng)藥物以及食物史；無家族遺傳病史。三組年齡、性別分布基本一致（P＞0.05）。

1.2 儀器與方法 采用GE 3.0T磁共振成像系統(tǒng)，使用正交頭線圈，自旋回波序列（SE），軸位T1WI(TR 635ms、TE 23.4ms)，軸位 T2WI(TR 4600ms、TE 110ms)及FLAIR序列（TR 9602ms、TE 117ms），層厚5.0mm，層間距1.5mm，各橫軸位MR掃描定位層面相同,加做SWI(ESWAN)序列，成像參數：SWI序列：TR 34.0ms，TE 20.0ms，帶寬 41.67Hz，矩陣 448×448，層厚2.0mm，間距0，視野（FOV）24mm，激發(fā)角度15°。

1.3 圖像處理及數據測量 將掃描所獲圖像傳入GE adw4.4工作站上，根據SWI相位圖，在軸位上用鼠標測量錐體外系各核團，包括紅核（RN）、黑質網狀帶（SNr）、黑質致密帶（SNc）、蒼白球（GP）、殼核（PUT）以及尾狀核（CN）相位值，所有病例各感興趣區(qū)的相位值均采用盲法測量，由2位放射科醫(yī)師分別在不同時間獨立進行測量，重復3次，取平均值（圖1、2）。

圖1、2 錐體外系各核團SNc、SNr、RN、GP、PUT以及CN軸位SWI圖像相位值測量。ROI：感興趣區(qū)；Avg：平均數；Dev：標準差；圖1中1、2代表雙側SNr，3、4代表雙側SNc，5、6代表雙側RN，圖2中1、2代表雙側PUT，3、4代表雙側GP，5、6代表雙側CN

1.4 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 13.0軟件進行分析，數據以表示，經正態(tài)性檢驗后，組間比較采用方差分析；相關性采用Pearson相關分析，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 三組各核團相位值比較 VPS組與對照組各核團相位值比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）；PD組與VPS組及對照組SNc相位值、GP相位值、PUT相位值差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.01），影像上可見PD組較VPS組及對照組SNc寬度變窄，VPS組較對照組SNc寬度未見明顯差異（圖3～5）；PD組、VPS組及對照組SNr相位值、RN相位值及CN相位值比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）（表1）。

圖3～5 PD患者、VPS患者以及正常對照者腦軸位SWI圖像SNc寬度測量

表1 對照組及PD組、VPS組錐體外系各核團相位值比較 （）

表1 對照組及PD組、VPS組錐體外系各核團相位值比較 （）

注：（1）與對照組比較，P＜0.01；（2）與VPS組比較，P＜0.01。SNc：黑質致密帶；SNr：黑質網狀帶；RN：紅核；GP：蒼白球；PUT：殼核；CN：尾狀核

2.2 各級PD患者及VPS患者各核團相位值比較各級PD患者及VPS患者RN相位值之間差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），各級PD患者CN相位值之間差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。各級PD患者SNc相位值、GP相位值及PUT相位值之間差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.01），與對照組比較差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.01）；各級PD患者SNr相位值之間差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），但Ⅰ～Ⅱ級PD患者與對照組SNr相位值之間差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。Ⅰ～Ⅱ級與Ⅲ級VPS患者各感興趣區(qū)相位值之間差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），與對照組比較差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）；Ⅳ級與Ⅰ～Ⅱ級VPS患者SNc相位值、PUT相位值及CN相位值之間差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.01）；且Ⅳ級VPS患者與對照組比較，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.01）；Ⅳ級與Ⅰ～Ⅱ級VPS患者SNr相位值及GP相位值之間差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），并且Ⅳ級VPS患者與對照組比較，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）（表2）。

2.3 PD組和VPS組各核團相位值與Hoehn&Yahr分級相關性分析 PD組SNc、SNr、GP和PUT相位值均與Hoehn&Yahr分級呈負相關（r＝－0.803、 －0.814、－0.892、－0.887，均P ＜0.01）。VPS組 SNc和PUT相位值均與Hoehn&Yahr分級呈負相關（r＝0.561、－0.547，均P＜0.01）；SNr、GP和 CN相位值與Hoehn&Yahr分級呈負相關（r＝－0.417、－0.450、－0528，均 P＜0.05）。

表2 不同Hoehn&Yahr分級PD患者和VPS患者錐體外系各核團相位值比較 （）

表2 不同Hoehn&Yahr分級PD患者和VPS患者錐體外系各核團相位值比較 （）

注：PD患者Ⅰ～Ⅱ級、Ⅲ級和Ⅳ級相互間比較，（1）P＜0.05，（2）P＜0.01；VPS患者Ⅰ～Ⅱ級、Ⅲ級和Ⅳ級相互間比較，（3）P＜0.05，（4）P＜0.01。SNc：黑質致密帶；SNr：黑質網狀帶；RN：紅核；GP：蒼白球；PUT：殼核；CN：尾狀核

3 討論

黑質位于中腦被蓋與大腦腳底之間，見于中腦全長，是中腦中最大的細胞核團。黑質在解剖上分為兩部分，從中腦的橫軸面上看，即SNr以及位于SNr和RN之間的SNc。黑質細胞富含黑色素，是腦內合成多巴胺的主要核團，在生理狀態(tài)下，SN是調節(jié)運動的重要中樞。紋狀體是基底神經節(jié)的主要組成部分，包括PUT、GP和CN。紋狀體屬于錐體外系結構，與骨骼肌的活動有關。紋狀體與SN在結構與功能上緊密相連，其中GP是纖維聯系的中心，CN、PUT以及SN均發(fā)出纖維投射到GP，而GP也發(fā)出纖維與SN相聯系。

VPS的主要病變位于基底節(jié)區(qū)，是由于基底節(jié)區(qū)存在的血管病變破壞紋狀體系統(tǒng)的多巴胺突觸及突觸后結構，使黑質紋狀體通路、基底節(jié)與皮質聯系通路受損，影響多巴胺系統(tǒng)的功能，導致多巴胺-乙酰膽堿動態(tài)失衡，從而引發(fā)類似PD的臨床表現[3]。PD的主要病理學改變是來自黑質區(qū)特別是SNc多巴胺能神經元（DA）變性、丟失，導致DA合成減少，使紋狀體DA含量降低，抑制膽堿能的功能減低，黑質-紋狀體通路多巴胺能與膽堿能神經功能平衡失調，膽堿能神經元活性相對增高，并逐漸導致整個基底節(jié)功能紊亂，從而影響錐體外系的運動控制功能。

VPS是由腦血管病變導致的具有典型PD表現的一類綜合征，其起病隱襲，患者既往有高血壓病史以及卒中史，癥狀改善后繼之出現帕金森綜合征。VPS以少動-強直為主，常伴有錐體束受損，幾乎不伴有靜止性震顫。而PD是一種中老年人常見的緩慢進行性神經系統(tǒng)變性疾病，以震顫或震顫-少動-強直為主。因此，有無靜止性震顫可作為二者的主要鑒別之一，但少數VPS也可出現震顫，并且對于這兩類疾病的早期患者，在臨床上常自覺無癥狀，使VPS和PD僅從臨床癥狀和體征上鑒別有時困難。而在影像學檢查上，VPS的CT和MRI主要表現為基底節(jié)區(qū)的腔隙性梗死灶，PD的檢查大多無特異性改變，但部分PD也可以與腔隙性梗死并存，因此對于PD和VPS的鑒別診斷，傳統(tǒng)的檢查方法也不能作為其客觀的評估手段。

MRI較其他成像設備的主要優(yōu)勢體現在可進行任意方位成像，準確定位病變，可采用多種成像手段顯示同一結構，有利于病變的定性診斷，且無輻射損傷，但由于常規(guī)的MRI掃描層厚，信噪比低，導致圖像分辨率低，對錐體外系結構顯示不清晰，因此掃描結果并不理想。但SWI的出現使磁共振成像在PD和VPS的診治應用上提供了新的可能。SWI具有三維、高分辨力、高信噪比等特點，其基于不同組織間磁敏感性的差異，形成不同于以往的常規(guī)序列，是可以反映組織磁化屬性的對比增強技術[1,4,5]。

SWI能夠提供確切信息以實現更快、更準確的診斷。這主要是因為磁性物質在腦組織中沉積會導致組織的磁性產生變化，因其磁化率較大致使磁敏感性也較大，從而引起局部磁場不均勻，導致周圍空間相位發(fā)生改變，因此富含這些物質的區(qū)域可被SWI序列敏感地顯示為低信號[6]。目前SWI主要用于中樞神經系統(tǒng)疾病，一方面可以清晰顯示體內鐵、鈣等順磁性物質情況，并可用來提示與之異常沉積有關的PD等神經系統(tǒng)變性疾病存在的依據；另一方面對腦內異常的靜脈結構與血液代謝疾病的診斷也具有明顯優(yōu)勢，如腦血管畸形、腦腫瘤及腦外傷[1,5]。有學者通過常規(guī)MRI研究PD和VPS，但多集中于SNc寬度[7]，而對于錐體外系其他核團的相關測量卻鮮有報道，主要因為這些核團本身體積較小，信號強度不一致，致使它們相互之間以及與周圍結構沒有明確的界限，不易進行測量。而通過SWI序列所顯示出的圖像，錐體外系各核團輪廓清晰，邊界易于描繪，且容積效應小，因此可得到較為精確的測量結果。

本研究結果顯示，PD患者SNc、PUT及GP相位值較對照組和VPS患者明顯下降，并且PD患者在早期（Hoehn&Yahr Ⅰ～Ⅱ級）上述相位值已經降低，隨病情加重更加降低；雖然PD患者SNr相位值較對照組和VPS組無明顯差異，但是在中晚期（Ⅲ、Ⅳ級）其相位值也開始降低。PD患者相位值降低的病理機制可能與鐵的異常沉積密切相關[8]。目前已有大量研究報道，PD患者可出現腦鐵代謝紊亂、腦內鐵含量增加，SN鐵增加可誘導自由基參與多巴胺能神經元變性[9]，即在細胞質中，鐵蛋白分解還原成游離的二價鐵，觸發(fā)氧化應激，與內源性的過氧化氫反應生成毒性較大的羥自由基，通過氧化神經膜類脂，破壞損傷DA神經元膜功能或直接破壞細胞DNA，最終導致神經元變性，DA含量減少；同時還可促進α-synuclein隨著路易（Lewy）包涵體的沉積而聚集[10]。而對于GP和PUT，主要原因可能是因為它們接受大部分SN多巴胺能神經元纖維的投射，病理學研究結果也發(fā)現PUT和GP的DA含量減少，以PUT最為明顯。本研究結果與Zhang等[11]的結果部分一致，提示PD患者SN區(qū)由于鐵質沉積所造成的相位改變，與年齡、性別匹配的對照組差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），即PD患者與對照組SN之間存在鐵沉積分布的差異，并且隨著PD病情的逐漸加重，相應部位的相位值越小，鐵含量累積越多，而且通過動物實驗也可以證實SN區(qū)可見中到大量的鐵質沉積[12]。

VPS患者各感興趣區(qū)相位值無明顯降低，僅在病情晚期（Ⅳ級）除RN外各相位值輕度降低，其原因可能是由于VPS以腔隙性梗死為主，病變多位于雙側基底節(jié)區(qū)，其累及頻率順序為：殼核、半卵圓中心、丘腦、尾狀核、側腦室旁、中腦、蒼白、內囊、橋腦、腦葉[3]，部分腔隙性梗死可能引起出血，而SWI能顯示極少量出血產生的效應，并且隨病情加重，腔隙性梗死數目逐漸增多，范圍逐漸擴大，使紋狀體DA受體遭到破壞，而對于VPS，其SNc黑質細胞的損害又多為繼發(fā)性的，所以均發(fā)生較晚、程度較輕，相當于PD患者早期的改變程度。

本研究與相關報道[13]存在一定差別，其可能影響因素是：①磁場強度，對于試驗的信噪比較有意義，與低場相比，高場更具優(yōu)勢。②樣本量及樣本條件。疾病組患者樣本量過小，結果涉及范圍較窄，可能反映不出一些特殊的患者，而對照組雖然遵循各項量表評分標準，在正常分值內，但并不能完全排除其家族史以及其他腦病史。③性別。與男性相比，女性周圍鐵水平相對較低。④年齡。隨著年齡的不同，正常人腦鐵沉積會有所差別。Harder等[14]證實深部灰質核團SWI信號隨年齡增加而減低，也有報道采用SWI校正相位圖可證明相位值的變化與腦鐵隨年齡增長而呈現的變化規(guī)律一致[15,16]。⑤發(fā)病持續(xù)時間等。由于本研究所涉及的病程例數有限且較為分散，故未包含在內。

綜上所述，SWI可以對PD和VPS提供較為準確和優(yōu)質的影像信息，為疾病的診斷、鑒別診斷提供借鑒。

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