磁共振成像輔助帕金森病診斷的臨床研究*

1 福建中醫(yī)藥大學(福建 福州 350122)2 江西省宜春市中醫(yī)院(江西 宜春 336000)3 福建中醫(yī)藥大學附屬人民醫(yī)院(福建 福州 350003)

鄭超群1,2 阮 甦3 戚 婉3梁 暉3 劉 婷1 蔡 晶1

帕金森病(PD)是目前全球范圍內常見的高發(fā)性疾病，患者主要表現(xiàn)為動作遲鈍、顫抖以及姿勢不穩(wěn)等，對人們的生活質量帶來嚴重的影響。根據(jù)有關部門調查數(shù)據(jù)顯示，平均100位年齡超過65歲以上的老人就有一位帕金森患者。現(xiàn)階段，科學技術的發(fā)展帶動了醫(yī)療技術的發(fā)展，很多之前難以治愈的疾病找到了理想的治療方案，與之對應的是國內外專家對PD發(fā)病機理的研究也有很多，但是目前并未給出科學的答案。目前PD的診斷主要依據(jù)臨床癥狀，尚無客觀的影像診斷指標，現(xiàn)階段主要根據(jù)中腦黑質致密部多巴胺能神經(jīng)元進行性退變和丟失確定。氧化應激可導致多巴胺神經(jīng)元的丟失，而鐵正是這些自由基的產(chǎn)物。PD患者黑質中鐵的水平比正常人高35%，呈病理性沉積[1]。由于鐵的順磁效應可縮短T2弛豫時間，在T2加權像(T2W1)上鐵濃度高的區(qū)域可以清晰的以低信號(黑影)顯示出來[2-3]。因此在T2加權成像上可觀察到PD患者黑質形態(tài)學的改變。本研究采用1.5T MRI的T2加權成像對PD患者和正常人SNc的寬度、中腦直徑、SNc寬度與中腦直徑的比值及黑質體積和黑質信號值進行測量分析，對比研究PD患者黑質在MR圖像上的改變，探討帕金森病患者黑質部位的磁共振成像特點MRI在PD臨床診斷中的應用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料2012年7月到2013年1月在福建省人民醫(yī)院共接收8例帕金森患者，本文研究中把在該醫(yī)院接受治療的患者為研究對象，其中男、女性患者分別有5位和3位。從體檢中心另選8名為正常對照組，男性5名，女性3名。PD組的平均年齡是(65.7±4.8)，對照組的平均年齡是(57.7±8.8)，PD患者的平均病程為(2.75±1.75)年。PD患者均符合英國帕金森病腦庫帕金森病診斷標準的診斷，改良Hoehn-Yahr分級在1-4級之間，排除帕金森病綜合征和有運動障礙家族史的病人，有顱內出血、鈣化、創(chuàng)傷、梗塞和MSA、PSP和希-德二氏綜合征這些可以繼發(fā)引起PD的疾病的病人也要通過臨床檢查和影像技術排除。正常對照組均為健康人，無神經(jīng)系統(tǒng)疾病，無早期PD的癥狀和表現(xiàn)，無患PD的親屬，以及沒有其他器官系統(tǒng)嚴重疾病的健康體檢者，與PD組年齡性別相匹配(P＞0.05)。兩組成員均是自愿參加，且在知情同意情況下行神經(jīng)系統(tǒng)檢查及MRI掃描。

1.2 方法

1.2.1 MRI掃描及處理：①MRI掃描：采用西門子1.5T超導磁共振成像儀，頭正交線圈，使用正交頭線圈，自旋回波序列(SE)，軸位T2WI(TR/TE=4000/100ms)，采集信號的時候對采集次數(shù)以及定位方向等有著嚴格的要求，本次研究中分別在患者腦干縱軸與矢狀位像上行相垂直的方向選擇四個層厚為5mm的層面，形成一個256×256mm的矩陣，平均采集3次信號。②MRI圖像處理：處理MRI圖像的時候需要在醫(yī)生不確定被檢人員的情況下進行，從四個層面中選擇一個顯示最清楚的，然后開展測量和觀察工作。SNc的寬度是本文研究的重要內容，規(guī)定紅核和黑質網(wǎng)狀帶之間的距離看做是SNc的寬度，并在此基礎上求出信號之間的差值，得出患者中腦直徑。從而求出SNc的寬度和比值。測量黑質體積：常使用手動的方式測量，其過程如下：1、圖像層厚和觀察視野要符合要求，為了確保測量結果的準確性，本次研究中使用的筆刷直徑應嚴格控制在1～3mm之間，通過鼠標點擊的方式勾選出所有的信號區(qū)域；2、矢狀位與冠狀位勾選信號區(qū)，然后激活功能鍵，計算機會自動把所有勾選的區(qū)域疊加在一起，形成完整的體積值。黑質信號值的測量：黑質信號測量使用手動的方式進行，橫斷位上選出顯示最清晰的五層，選取ROI值等于2mm2的圓形，最后求出這五層的平均值。

1.2.2 PD量表評定：由福建省人民醫(yī)院神經(jīng)內科醫(yī)生進行改良Hoehn-Yahr分級評定和統(tǒng)一帕金森評定量表(Unified Parkinson's Disease Rating Scale.UPDRS)作為評分標準。但是因為PD患者存在上肢運動不對稱的問題，為了保證量表評定的科學性，需要借助UPDRS評分標準[3]，通過UPDRS評分體系對患者運動功能進行評分，左、右肢體運動功能主要包括四項內容，評分之和即為共單側運動功能評分。各項分數(shù)相加，分數(shù)越高，病情越重。用修訂Hoehn-Yahr分級量表(H-Y分級量表)對PD患者進行病情分級[4]。

1.3 統(tǒng)計學分析統(tǒng)計學分析軟件包為SPSS18.0，所得數(shù)據(jù)均以(±s)表示。統(tǒng)計學意義的檢驗水準取P=O.05。兩組在SNc寬度、中腦直徑與SNc比值、黑質體積、黑質信號值比較采用獨立樣本t檢驗，SNc寬度、中腦直徑、SNc寬度與中腦直徑比值、黑質體積、黑質信號值與改良Hoehn-Yahr(H-Y)分級、UPDRS總分、UPDRS運動評分采用Pearson相關分析。

2 結 果

2.1 兩組患者在SNc寬度、中腦直徑與SNc比值、黑質體積、黑質信號值比較PD組的SNc寬度為(0.206±0.056)cm，比正常組(0.481±0.070)cm明顯變窄，兩者間差異有顯著統(tǒng)計學意義(P＜0.05)；PD組與正常對照組的SNc寬度與中腦直徑比值相比有所下降，兩組間有統(tǒng)計學差異(P＜0.05)(圖1-3)；PD組黑質信號值為(346.67±44.51)比正常對照組(397.55±45.20)有所減低，兩組間有統(tǒng)計學差異(P=0.04)。從數(shù)據(jù)可以看出，無論是PD組還是正常對照組，患者之間的黑質體積p遠高于0.05，因此不存在統(tǒng)計學差異(如表1)。

2.2 PD組SNc寬度、中腦直徑、SNc寬度與中腦直徑比、黑質體積、黑質信號值與UPDRS總分、UPDRS運動部分評分、修訂Hoehn-Yahr分級量表關系利用Pearson相關分析對通過MRI測得的PD組SNc寬度、中腦直徑、SNc寬度與中腦直徑比、黑質體積、黑質信號值數(shù)值與量表評分結果進行統(tǒng)計分析，結果顯示：PD組SNc寬度、中腦直徑、SNc寬度與中腦直徑比、黑質體積、黑質信號值與修訂UPDRS總分、H-Y分級以及運動評分之間沒有明顯差異(表2)。

3 討 論

3.1 磁共振成像T2加權像基本原理核磁共振成像技術在醫(yī)學領域有著重要的作用，磁矩不為零的原子核在外磁場的作用下會出現(xiàn)分裂，從而出現(xiàn)攝影成像。基于它對軟組織具有的高分辨能力，使其能夠清晰的對腦補組織結構進行顯像。要想改變組織特征參數(shù)圖像，只需要調節(jié)重復時間TR以及回波時間就可以完成，因此我們也可以把它叫做是加權項，T2加權成像就是突出了組織T2弛豫(橫向弛豫)時間的差別。順磁性物質可縮短T2弛豫時間，在T2加權成像上呈現(xiàn)低信號。而黑質中含有較多的鐵質即是順磁性物質，故本研究利用了黑質含有較多的鐵質，且黑質各區(qū)域鐵濃度分部不均質性，使其各區(qū)域在T2WI上可清晰呈現(xiàn)高低不同信號的特點，對黑質的形態(tài)及信號進行了測量。

表1 PD組SNc寬度、中腦直徑、SNc寬度與中腦直徑比、黑質體積、黑質信號值與正常組比較

表2 PD組SNc寬度、中腦直徑、SNc寬度與中腦直徑比、黑質體積、黑質信號值與病情關系

圖1 正常對照組：紅色箭頭所指為黑質網(wǎng)狀帶，白色箭頭所指為紅核，兩直線直間為SNc。圖2 PD患者1的SNc寬度變窄。圖3 PD患者2的SNc寬度變窄程度更加明顯。

3.2 SNc寬度、中腦直徑、SNc寬度與中腦直徑比值的測量在PD中的應用黑質位于中腦，是中腦最大的細胞核團。從橫切面上可以看出黑質由兩部分組成，分別位于背側和腹側。SNc的細胞多含有黑色素，SNr與SNc相比，黑色素較少，含鐵豐富。對于一個健康的人來說，腦組織中紅核含鐵元素的含量較高，在順磁效應的影響下會降低T2的時間，所以呈現(xiàn)出一種低信號的現(xiàn)象。SNc中鐵濃度較低，所以信號強度會稍高一些。目前，這種表現(xiàn)已經(jīng)得到組織學切面所證實，這樣印證了借助MRI信號的差異對SNc寬度進行測量的可能性。

Duguid等[5]在針對PD患者SNc寬度變化進行了深入研究，結果表明帕金森患者腦部中的SNc寬度要低于正常對照組。隨后的Braffman等[6]研究測量結果與其一致。Atasoy[7]等不僅用同樣方法對SNc寬度進行了測量，還對SNc寬度與PD臨床UPDRS評分高低關系進行了評估，發(fā)現(xiàn)PD患者SNc寬度越窄，UPDRS評分越低。本研究PD患者SNc寬度與正常對照組相比變窄的結論與上述研究結果吻合，但本研究結果表明PD患者SNc寬度變窄程度、中腦直徑及其二者的比值與PD病情無相關性。有研究表明PD患者SNc鐵濃度決定了帕金森病的嚴重程度，兩者之間存在一定的正比關系，濃度越高越容易出現(xiàn)SNc異常沉降，隨著時間的推移最終導致信號區(qū)的SNc寬度變窄。本次研究中在對SNc寬度縮窄變化研究中借助UPDRS評分改良和修訂H-Y分級進行統(tǒng)計分析，盡管結果顯示SNc的寬度與患者病情程度之間不存在統(tǒng)計學差異，但是病情嚴重的病人SNc寬度比病情輕的明顯變窄，本研究樣本量較少，可能需要更大的樣本量來證實兩者之間的關系。

3.3 黑質體積、黑質信號值的測量在PD中的應用原發(fā)性PD的主要病理變化是黑質紋狀體的萎縮，本研究結果表明PD患者黑質體積與正常對照組無顯著性差異，這一結論和文獻研究[8-9]結果有所出入。造成這種差異的原因如下：①大腦腳纖維和SNr腹側面相互混雜，使SNc和邊界確定時存在諸多的不確定性。除此之外，SNc的延伸區(qū)域存在形態(tài)各異的細胞，它們的存在也給精準描繪黑質邊界帶來了困難；②黑質體積占到了全腦體積的0.03%，出現(xiàn)了變化也難以查詢；③與部分文獻結果不一致的原因可能是采用的測量方法不同。④收集的病例數(shù)以及正常對照組數(shù)量較少，無法完全表示PD樣本特征。

PD患者黑質中鐵的水平比正常人高35%，鐵含量的增加反映了神經(jīng)元細胞的丟失。隨著鐵在黑質中異常沉積，由此產(chǎn)生過多的氧自由基導致的多巴胺神經(jīng)元受到破壞的機率也將增加。鐵蛋白是腦內鐵的主要存儲形式，鐵蛋白會影響磁化率，磁化率的降低會出現(xiàn)低信號，從而降低T2的時間。研究表明隨著鐵蛋白濃度與T2時間呈現(xiàn)出正相關。本研究表明PD患者黑質體積與正常對照組相比有所下降(P=0.04)，這一結論與上述理論相符。而本研究結果提示PD患者黑質體積變化與病情無顯著相關性，這可能與本研究所收集的樣本量較少及所收集的PD患者病情輕重程度相差不大有關。

綜上所述，本次研究運用核磁共振成像技術對PD患者的黑質體積、SNc寬度以及黑質信號值的測量，發(fā)現(xiàn)PD組和正常對照組的SNc寬度、SNc寬度與中腦直徑比值及黑質信號值有著顯著差異，表明常規(guī)MRI在PD診斷中存在較大潛力，有可能成為PD的輔助診斷方法。