基于MRI人脑杏仁体的形态测量

张 华，黄小华，肖如辉，白桂芹，谢兴国

（川北医学院：1人体解剖学教研室；2附属医院放射科，四川南充 637007）

基于MRI人脑杏仁体的形态测量

张 华1，黄小华2，肖如辉2，白桂芹1，谢兴国1

（川北医学院：1人体解剖学教研室；2附属医院放射科，四川南充 637007）

目的：探讨杏仁体体积与性别、年龄及周边组织的相关性，为与杏仁体形态改变相关的疾病研究提供参考。方法：采集健康志愿者杏仁体图像，观测杏仁体体积、海马结构纵轴长度、宽度、高度、侧脑室颞角间距、颞叶钩间距等指标，分析杏仁体体积随年龄变化的规律，探讨各线性指标是否与杏仁体体积存在相关性。结果：左、右侧杏仁体体积分别为（1477.09±200.71）mm3、（1746.75±209.65）mm3。杏仁体体积左侧体积小于右侧（P＜0.05），男性杏仁体体积大于女性（P＜0.05）。Pearson分析显示，海马结构纵轴长度、宽度、高度、侧脑室颞角宽度与杏仁体体积无显著相关性。侧脑室颞角间距、颞叶钩间距与杏仁体体积呈负相关。结论：杏仁体体积左、右侧及男、女差异显著。侧脑室颞角间距、颞叶钩间距可作为杏仁体形态变化的初筛指标。

杏仁体体积；年龄；线性指标；MRI

杏仁体与海马结构位置密切，是边缘系统的重要组成部分。在许多神经精神类疾病如阿尔茨海默病 （Alzheimer disease，AD）[1]、精神分裂症[2]等患者中二者的体积常发生改变，二者体积的准确测量体积对神经科学研究和临床应用具有重要意义，因此本课题组在对海马结构研究的基础上再对杏仁体进行进一步的研究。本研究采用GE 3.0 T核磁共振仪对正常成人进行扫描，探讨杏仁体体积与性别、年龄的相关性以及海马结构等部分线性指标与杏仁体体积的相关性，以期为相关疾病的诊断提供形态学依据。

1 资料与方法

1.1 受试者选取与MRI扫描

收集2012年4月至2014年4月于川北医学院附属医院进行MRI的检查者或体检者。应用随机数字表法选取100例符合纳入标准的健康志愿者纳入本研究（男性50例，女性50例），平均年龄分别为（45.13± 14.24）岁，按年龄段分为A（20～30岁）、B（31～40岁）、C（41～50岁）、D（51～60岁）、E（60～70岁）5组，每组20名，男、女各半。纳入标准：经常规体检未见异常；头颅常规MR未见异常；无视听觉障碍、语言或智力障碍；无神经系统疾病史、症状及体征；无家族遗传疾病史；无吸毒、酗酒史；无药物依赖、无长期服用能影响神经系统药物史。

采用GE 3.0 T核磁共振仪（美国）对受试者行扫描，头部线圈为接收线圈，扫描范围覆盖全脑。扫描序列为三维快速扰相梯度回波序列（three—dimensional fast spoiled gradient—recalled，3D-FSPGR），以获得全脑高分辨率轴位三维结构图像。扫描参数：TE 3.3 ms，TR 8.3 ms，TI 400 ms，矩阵 256×256，Nex 1，扫描视野（FOV）24 cm×24 cm，翻转角（FA）15°，层数156层，层厚1 mm，扫描连续无间隔。选取杏仁体等结构显示较佳的MRI断层图像，传入ADW4.2图像处理工作站。

1.2 杏仁体体积测量

采用基于统计参数图 （Statistical Parametric Mapping，SPM）的个体脑图谱法（IBASPM）对杏仁体体积进行测量。

线性测量指标：颅腔前后径、颅腔上下径、颅腔左右径、海马结构纵轴长度、海马结构宽度、海马结构高度、侧脑室颞角宽度、侧脑室颞角间距、颞叶钩间距。其中颅腔左右径为轴位上过前后联合中点的垂线，前后径为正中矢状位上过胼胝体下缘的前后颅骨板障间距，上下径为正中矢状位上经前后径的垂线与顶骨内板的交点和枕骨大孔后缘的连线，海马结构宽度（高度）为海马结构纵轴中点处海马结构宽度（高度）测量值。

为了消除个体头颅大小的影响，所得数据均进行标准化。其公式为：

体积标准化值=（原始数据/颅腔体积）×颅腔体积平均值

颅腔体积为颅腔前后径、颅腔左右径、颅腔上下径之乘积。

图1 标准化示意图

1.3 数据处理

2 结果

2.1 不同年龄、性别杏仁体体积比较

左、右侧杏仁体体积分别为（1 477.09±200.71）mm3、（1 746.75±209.65）mm3，杏仁体体积左侧小于右侧（t=-9.713，P＜0.05）。男性左、右侧杏仁体体积均大于女性（t=5.002，P＜0.05；t=4.783，P＜0.05）。不同年龄、性别杏仁体体积比较见表1。标准化后采用Pearson相关分析显示，女性右侧杏仁体体积与年龄呈负相关（r=-0.324，P＜0.05）。组间比较男性组间差异均无统计学意义 （左侧F=1.232，P >0.05；右侧F=1.585，P>0.05）。女性左侧组间差异无统计学意义（F=2.093，P>0.05），30~70岁的女性右侧杏仁体积低于20~30岁的女性 （P＜0.05）。

表1 不同年龄、性别杏仁体体积比较（±s，mm3）

表1 不同年龄、性别杏仁体体积比较（±s，mm3）

注：a表示与20～比较，P＜0.05

年龄（岁）20～31～41～51～61-70 F P人数10 10 10 10 10男性 女性左侧1 590.59±189.13 1 658.97±269.18 1 606.54±181.67 1 583.13±207.57 1 527.15±206.80 1.232 0.311右侧1 861.22±132.54 1 942.02±180.69 1 870.21±102.06 1 728.62±164.27 1 815.60±227.47 1.585 0.195左侧1 470.89±207.35 1 315.19±113.38 1 403.58±183.83 1 401.17±117.16 1 313.71±157.12 2.093 0.097右侧1 804.94±21758 1 586.62±138.90a1 631.19±192.79a1 668.01±124.40a1 559.05±169.85a3.984 0.008

图2 杏仁体体积随年龄变化趋势图（双侧）

2.2 杏仁体与周围结构的分析

Pearson相关性分析见表2，结果显示：海马结构纵轴长度、海马结构宽度、海马结构高度、侧脑室颞角宽度与杏仁体体积无相关性。侧脑室颞角间距、颞叶钩间距与杏仁体体积呈负相关。

表2 杏仁体与周围结构的分析

3 讨论

杏仁体位于侧脑室下角前端的上方，属于大脑边缘系统的一部分，与内脏、内分泌活动及情绪调节相关。目前报道的杏仁体体积测量结果差异较大，介于1.54 cm3～2.66 cm3之间[3，4]，这与其解剖边界的认定、扫描所用MR场强大小以及分析方法不同有关[5]。潘克梗等[6]在研究1000名中国正常成人杏仁核体积高分辨力MRI测量报道左、右侧杏仁体体积分别为（1 320.21±280.07）mm3、（1 308.50±260.04）mm3，与性别和年龄相关。Makris等在研究可卡因成瘾者杏仁体体积变化时报道，正常对照组左、右侧杏仁体体积分别为（1.75±0.06）、（1.52±0.06）cm3。本研究采用场强较高的GE 3.0 T核磁共振仪对健康成人进行扫描，获得的结果和上述研究较为接近。

杏仁体体积与年龄的关系尚存在争议。Doty等[8]在研究双相情感障碍中显示，在实验组中杏仁体的体积随着年龄的增大而逐渐减少，而在正常对照组中无此发现。Sublette等[9]报道健康志愿者中，脑源性神经营养因子 （brain-derived neurotrophic factor，BDNF）亚型（BDNF val66met）携带者的杏仁体体积随着年龄的增大而减小，而非携带者的杏仁体体积无此变化。本研究结果显示，女性右侧杏仁体体积与年龄呈负相关（r＝-0.324，P＜0.05），女性左侧杏仁体体积及男性杏仁体体积与年龄的相关性无统计学意义。

杏仁体在人类感觉和情绪中起着重要作用，其体积的性别差异和左、右侧差异存在争议。Szeszko等[9]在研究强迫症杏仁体体积改变时显示，正常对照组中右侧杏仁体体积大于左侧，且杏仁体体积存在性别差异（男性＞女性，P＜0.05）。Sublette等[10]报道同时指出，在BDNF val66met携带者及非携带者中杏仁体体积的左右侧差异显著（右侧＞左侧，P＜0.05），性别差异不存在显著性。钱学华等[11]研究杏仁体的测值显示无性别差异及左、右侧差异存在。本研究显示：杏仁体体积左、右侧差异显著 （右侧＞左侧，P＜0.05）。男性左、右侧杏仁体体积均大于女性 （P＜0.05）。组间比较男性组间差异无统计学意义（P值均大于0.05）。组间比较女性左侧杏仁体体积差异无统计学意义 （P＞0.05），女性右侧A组与B组、A组与C组、A组与E组间差异有统计学意义（P＜0.05），其余各组间差异无统计学意义（P值均大于0.05），提示杏仁体体积随年龄的变化同时存在性别及侧别差异。本研究与上述研究结果出现差异，测量方法的不一致、样本量的不同等是其差异出现的可能原因。

杏仁体与海马结构同为边缘系统的重要组成部分，前者关系情绪表现，后者与记忆有关，二者体积可在AD等神经精神疾病人群中发生改变，其体积变化是此类疾病的重要观测指标。Baron等[12]研究显示，与正常对照组相比，中度AD患者中杏仁体与海马结构等均发生结构上的改变，灰质密度均有不同程度减少。Laakso等[13]研究显示，与正常对照组相比，早期AD患者海马结构体积显著减少，杏仁体体积亦有减少，但无统计学意义。由于杏仁体毗邻结构复杂，其定界标志历来存在较大争议，加之成像场强不同及测量手段的不一样，使得文献报道的杏仁体体积差异较大。相比手动测量体积等方式的耗时耗力，在临床工作中可首先观测与杏仁体体积相关的线性指标，结合临床症状再考虑是否进行体积测量，以此提高诊疗效率。Pucci等[14]研究显示，乳头体层面左侧海马/海马旁回复合体高度变化是AD诊断的可靠指标。在某种情况下，其改进后可作为AD诊断金标准及临床试验的纳入标准。江魁明[15]研究显示，AD组海马高度、颞角宽度线性测量与杏仁核体积测量呈显著相关性（P＜0.01），提示其可作为杏仁体体积变化的初筛指标。本研究显示，侧脑室颞角间距、颞叶钩间距与杏仁体体积呈负相关，提示在临床研究中可以考虑将二者作为杏仁体体积变化的初筛指标。

综上所述，本研究通过测量健康成人杏仁体获得了杏仁体体积的正常参考值，显示杏仁体体积左、右侧及男、女差异显著，同时提示侧脑室颞角间距、颞叶钩间距可作为杏仁体形态变化的初筛指标，为AD等疾病的临床诊断和研究提供了形态学依据。

1.Tang X，Holland D，Dale AM，et al.Baseline shape diffeomorphometry patterns of subcortical and ventricular structures in predicting conversion ofmild cognitive impairment to alzheimer’s disease[J].J Alzheimers Dis，2015，44（2）:599-611.

2.Arnold SJM，Ivleva EI，Gopal TA，et al.Hippocampal volume Is reduced in schizophrenia and schizoaffective disorder but not in psychotic bipolar I disorder demonstrated by both manual tracing and automated Parcellation（FreeSurfer）[J].Schizophrenia Bulletin，2014，41（1）: 233-249.

3.Foland-Ross LC，Brooks JO，Mintz J，et al.Mood-state effects on amygdala volume in bipolar disorder[J].Journal of Affective Disorders，2012，139（3）:298-301.

4.Barnea-Goraly N，Frazier TW，Piacenza L，et al.A preliminary longitudinal volumetric MRI study of amygdala and hippocampal volumes in autism[J].Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry，2014，（48）:124-128.

5.Pruessner JC，Li LM，Serles W，et al.Volumetry of hippocampus and amygdala with high-resolution MRI and three-dimensional analysis software:minimizing the discrepancies between laboratories[J].Cereb Cortex，2000，10（4）:433-442.

6.潘克梫，陈楠，王星，等.1000名中国正常成人杏仁核体积高分辨力MRI测量[J].中国医学影像技术，2010,9: 1615-1619.

7.Makris N，Gasic GP，Seidman LJ，et al.Decreased absolute amygdala volume in cocaine addicts[J].Neuron，2004，44（4）:729-740.

8.Doty TJ，Payne ME，Steffens DC，et al.Age-dependent reduction of amygdala volume in bipolar disorder[J].Psychiatry Res，2008，163（1）:84-94.

9.Szeszko PR，Robinson D，Alvir JM，et al.Orbital frontal and amygdala volume reductions in obsessive-compulsive disorder[J].Arch Gen Psychiatry，1999，56（10）:913-919.

10.Sublette ME，Baca-Garcia E，Parsey RV，et al.Effect of BDNF val66met polymorphism on age-related amygdala volume changes in healthy subjects[J].Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry，2008，32（7）:1652-1655.

11.钱学华，周庭永，韩景茹.人脑海马结构与杏仁体的断面解剖[J].解剖学杂志，2002（6）：563-567.

12.Baron JC，Chételat G，Desgranges B，et al.In vivo mapping of gray matter loss with voxel-based morphometry in mild alzheimer's disease[J].Neuro-Image，2001，14（2）:298-309.

13.Laakso MP，Soininen H，Partanen K，et al.Volumes of hippocampus，amygdala and frontal lobes in the MRI-based diagnosis of early Alzheimer's disease:correlation with memory functions[J].Journal of Neural Transmission-Parkinson's Disease and Dementia Section，1995，9（1）:73-86.

14.Pucci E，Belardinelli N，Regnicolo L，et al.Hippocampus and parahippocampal gyrus linear measurements based on magnetic resonance in Alzheimer's disease[J].Eur Neurol，1998，39（1）:16-25.

15.江魁明，郭建雄.Alzheimer病认知功能损害与海马区MRI影像表现的关系[J].放射学实践，2004（4）:270-273.

（2015-11-07收稿）

Morphological study of human amygdala using MRI

Zhang Hua1，Huang Xiaohua2，Xiao Ruhui2，Bai Guiqin1，Xie Xingguo11Department of Anatomy;2Department of Radiology，the Affiliated Hospital of North Sichuan Medical College，Nanchong，Sichuan Province 637007，China

Objective:To explore the volume of amygdala in healthy adults and the correlation between amygdala volume with sex and age，and to provide linear measurements for the morphological changes of amygdala in diseases.Methods:Amygdala volume was measured on MRI of volunteers of both male and female of different ages，and the relationship between the linear measurements and the amygdala volume was analyzed.Results:The volume of the left amygdale is significantly larger than that on the right（P＜0.05），and the volume in male is significantly larger than in female（P＜0.05）after normalization.There were no correlations between the amygdala volume and the length，the width，and the height of the hippocampus formation.However，the volume of amygdale was inversely correlated with the width of the temporal horn of lateral ventricles and the interuncal distance.Conclusion::The volume of amygdale on the left is significantly larger than on the right，and the volume of amygdale is larger in male than that in female.The width of the temporal horn of lateral ventricles and the interuncal distance could be used as preliminary screening markers for the morphological changes of the amygdala.

Amygdala volume；Age；Linear measurements；MRI

R322.81

A

10.3969/j.issn.1000-2669.2016.03.015

张 华（1986-），男，助教，硕士。E-mail：zhuanglingsir@126.com