氫質子磁共振波譜成像在帕金森病早期診斷中的應用研究*

金 芳 ，耿 悅 ，陳菊萍 ，李俊晨**

（南京中醫(yī)藥大學附屬常熟醫(yī)院1 放射科；2 神經內科，江蘇215500）

帕金森?。≒arkinson disease，PD）是一種進行性神經退行性疾病，臨床特征為靜止震顫、向后倒退、僵直、運動遲緩、面部表情僵硬等[1]。典型病理特征包括蒼白球（GP）、黑質（SN）等含有黑色素的多巴胺能神經元缺失，其原因可能與PD 病程中能量代謝受損以及谷氨酸能神經傳遞改變有關[2]。近年來，PD 早期診斷標準仍有爭議，臨床通常采用帕金森病統(tǒng)一評定量表（UPDRS)[3]、改良的HY 量表和簡易精神狀態(tài)量表（MMSE）[4]來評估PD 患者的疾病進展和認知障礙。但這些方法缺乏客觀性，迫切需要一種客觀的成像技術來早期診斷PD，以盡早進行干預。

質子磁共振波譜（roton magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS）通過量化不同腦組織中N-乙酰天門冬氨酸（NAA）、膽堿（Cho）和肌酸（Cr）等代謝物，對PD 患者大腦進行神經化學分析[5]?？赡艽嬖谶@些標志物的腦區(qū)包括黑質、紋狀體（包括由殼核、蒼白球、尾狀核和丘腦組成的神經核團）、運動皮質、扣帶回和前額聯(lián)合皮質等[6]，這些結構形成平行的神經回路，發(fā)揮輔助運動、認知和情感功能。當發(fā)生PD 時，有一些蒼白球和黑質神經纖維位點出現(xiàn)神經元丟失，引起能量代謝變化[7]，因而1H-MRS 可為PD 早期診斷和監(jiān)測提供有用的信息。

本研究收集我院2016 年5 月—2018 年5 月診治的帕金森病患者17 例，通過多體素1H-MRS 測定患者蒼白球和黑質 NAA/Cr、NAA/Cho、Cho/Cr 比值，探討HY 分期早中期及MMSE 為無明顯認知功能障礙的PD 患者黑質和蒼白球代謝變化與UPDRS評分的關系，評價1H-MRS 在PD 早期診斷及認知能力評估中的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 帕金森病患者17 例，其中男性9例，女性 8 例，年齡 50～81 歲，平均 65.53±8.47 歲，統(tǒng)一用UPDRS 評分評定患者的基本情況：（1）精神、行為和情緒（UPDRS 1）；（2） 日常生活活動（UPDRS 2）；（3）運動檢查（UPDRS 3）；（4）治療的并發(fā)癥（UPDRS 4）。病例均符合中華醫(yī)學會神經病學分會制定的中國帕金森病的診斷標準[8]，為PD 早中期。同時招募正常健康者17 例為對照組，其中男性10 例，女性 7 例，年齡 50～69 歲，平均 62.59±5.10 歲。兩組性別、年齡的差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。兩組對象均告知檢查事項并簽署知情同意書。

1.2 MRI 掃描參數(shù) 采用1.5T 磁共振成像系統(tǒng)（Magnetom Avanto，Siemens），全景成像矩陣（total imaging matrix，TIM）結合專用線圈系統(tǒng)。常規(guī)頭顱MRI 掃描：受檢者仰臥位，定位線為眶耳線，進行軸位序列掃描。T2WI：TR=5 000 ms，TE=96 ms，F(xiàn)OV=230 mm，層厚 5.0 mm，掃描時間為 3 min 47 s；T1WI：TR=550 ms，TE=8.7 ms，F(xiàn)OV=230 mm，層厚 5.0 mm，掃描時間為 2 min 25 s；DWI：TR=3 400 ms，TE=102 ms，F(xiàn)OV=230 mm，層厚7.0 mm，掃描時間為1 min 06 s；掃描總時間約為12 min 05 s。T1 矢狀位MPR 3D 序列：TR=2 200 ms，TE=2.8 ms，F(xiàn)OV=250 mm，層厚 1.0 mm，掃描時間為5 min 25s。MRS 化學位移成像（chemical shift imaging，SCI）SE 序列：取兩側 SN 和 GP 為感興趣區(qū)，TR=1 500 ms，TE=135 ms，F(xiàn)OV=120 mm，層厚VOL=80 mm，掃描時間為7 min 12 s。

1.3 圖像分析及數(shù)據(jù)采集 由兩名經驗豐富的放射科醫(yī)生使用Siemens 波譜后處理平臺對感興趣區(qū)（蒼白球和黑質）進行兩側對稱取值頻譜分析，包括NAA、Cho 和Cr，若有爭議和第三位醫(yī)師討論決定。計算 NAA/Cr、NAA/Cho 和 Cho/Cr 比值，取平均值。

1.4 統(tǒng)計學處理 使用STATA 14.0 統(tǒng)計學軟件MP 版進行數(shù)據(jù)分析。計數(shù)資料以頻數(shù)表示，組間比較采用 χ2檢驗；計量資料以表示，當總體分布呈非正態(tài)或方差不齊時采用Wilcoxon 秩和檢驗；相關性分析采用Spearman 秩相關分析。P＜0.05 為差異具有統(tǒng)計學意義。

2 結 果

2.1 兩組黑質和蒼白球代謝值比較 與對照組比較，PD 組黑質和蒼白球NAA/Cr 減少，黑質Cho/Cr增加，蒼白球NAA/Cho 減少，但均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），僅黑質區(qū)域NAA/Cho 比值較健康對照組減少，差異具有統(tǒng)計學意義（P=0.002）。見表 1、圖 1、2。

2.2 黑質區(qū)NAA/Cho 與UPDRS 評分的相關性 去除2 例簡易精神狀態(tài)量表（MMSE）評分不符的患者，余 15 例均為 PD 中早期（HY 分期為 1.93±0.62），對其具有統(tǒng)計學意義的黑質區(qū)NAA/Cho 與UPDRS評分進行Spearman 秩相關性分析，發(fā)現(xiàn)NAA/Cho 與UPDRS 2（開期評分為 10.07±6.49 分）、UPDRS 3（開期評分為18.07±8.38 分）呈正相關。見表2 和圖3。

表1 兩組黑質和蒼白球代謝值比較

圖1 蒼白球區(qū)MRS 成像

圖2 黑質區(qū)MRS 成像

表2 PD 患者SN 區(qū)的NAA/Cho 值與臨床量表的相關性分析

圖3 PD 患者黑質區(qū)NAA/Cho 與UPDRS 評分相關圖

3 討 論

帕金森病是臨床最常見的運動障礙性疾病之一，占65 歲以上人群的1%～2%，是繼阿爾茲海默癥最常見的神經退行性疾病[9]。PD 腦區(qū)NAA 可以間接反映神經元的完整性，Cho 作為能量代謝的標志物提示磷脂膜合成[10]。因此，當發(fā)生神經元受損時，膜磷脂合成增加，導致NAA/Cho 減少，提示PD 的發(fā)生。雖然1H-MRS 檢測PD 患者黑質和蒼白球病變的研究尚未建立明確的診斷標準[11]，但已有較多研究分析了多種代謝結果，如NAA/Cr、NAA/Cho、Cho/Cr、NAA/(Cho+Cr)等[12-14]。本研究中 PD 患者平均年齡65.53 歲，HY 分期 1～3 期，均為早中期，MMSE 評分提示無嚴重認知功能障礙。UPDRS 評分與疾病HY分期相符，評分越高疾病越嚴重。本研究結果顯示，與健康對照組比較，PD 組黑質和蒼白球NAA/Cr 減少，Cho/Cr 增加，蒼白球NAA/Cho 減少，但均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），僅黑質區(qū)域 NAA/Cho 比值較健康對照組減少，差異具有統(tǒng)計學意義（P=0.002）。這與Guan 等[14]、Nie 等[15]研究結果相同。這些結果表明 PD患者黑質區(qū)神經代謝變化最為明顯。PD 病理特征是黑質致密部（substantia nigra pars compacta，SNpc）中多巴胺能神經元變性[16]，PD 早期發(fā)生與黑質區(qū)密切相關。本研究與健康對照組相比，PD 患者黑質和蒼白球NAA/Cr 減少，Cho/Cr 增加，但無統(tǒng)計學意義，僅發(fā)現(xiàn)PD 患者黑質區(qū)NAA/Cho 減少具有統(tǒng)計學意義，可能是由于NAA 減少和Cho 增加使得兩者比值顯著降低有關。由于黑質區(qū)多巴胺能神經元代謝失衡較蒼白球區(qū)明顯，故本研究未發(fā)現(xiàn)蒼白球區(qū)NAA/Cho 代謝有明顯變化，這與PD 病理學特點相符。

UPDRS 2 和3 分別代表患者日?；顒雍瓦\動功能，本研究相關性分析發(fā)現(xiàn)UPDRS 2 和3 與黑質區(qū)NAA/Cho 呈正相關，說明 PD 患者 NAA/Cho 越低，癥狀越輕，因此NAA/Cho 降低越明顯，越能反映PD 患者早期腦功能變化的可能，這與Wu 等[17]的研究一致，因此通過1H-MRS 檢測黑質區(qū)NAA/Cho 的變化可能提示早期PD 患者腦功能發(fā)生異常。

總之，臨床上可以通過1H -MRS 無創(chuàng)檢測PD患者神經退行性改變，黑質區(qū)NAA/Cho 改變有助于早期診斷PD 的發(fā)生，且與疾病的嚴重程度密切相關。