弥散张量成像在血管性帕金森综合征诊断中的应用

谭晓琳，任艳，李松柏，张志强，张洧蓝，李晓红，刘娜，娄凡

（中国医科大学1.附属盛京医院康复科，沈阳 110004；2.附属第一医院神经内科，沈阳 110001；3.附属第一医院影像科，沈阳 110001）

弥散张量成像在血管性帕金森综合征诊断中的应用

谭晓琳1，任艳2，李松柏3，张志强1，张洧蓝3，李晓红2，刘娜2，娄凡2

（中国医科大学1.附属盛京医院康复科，沈阳 110004；2.附属第一医院神经内科，沈阳 110001；3.附属第一医院影像科，沈阳 110001）

目的探讨弥散张量成像（DTI）在血管性帕金森综合征（VP）诊断中的应用及VP患者下肢运动障碍的致病机制。方法选取2011年12月至2012年12月就诊于中国医科大学附属第一医院神经内科16例VP患者（VP组）及32例帕金森病患者（PD组），应用量表及DTI检查评价患者的双下肢运动功能。结果VP组与PD组比较存在严重的双下肢运动障碍（冻结步态、起步困难等）。VP组患者双下肢运动障碍与双侧额叶纤维束相关（P=0.008）。PD组双下肢运动障碍与黑质纤维束相关（P= 0.030）。2组在黑质、双侧额叶各项异性值，额叶、黑质致密部及网状部表观弥散系数存在统计学差异（均P＜0.05）。结论VP患者较PD患者存在更为严重的下肢运动障碍；DTI为鉴别VP与PD提供了新的方法；VP患者双下肢运动障碍形成可能与额叶纤维束密切相关。

帕金森病；血管性帕金森综合征；弥散张量成像；步态障碍；运动障碍

血管性帕金森综合征（vascular parkinsonism，VP）是Critchley［1］1929年首先报道，患者由于糖尿病、高血压等发生一次或多次缺血性卒中后出现帕金森样症状。临床上以非对称性肌张力增高、慌张步态、冻结步态为特征。常伴有锥体束征，痴呆、假性球麻痹等。患者主要表现为双下肢运动障碍，所以又被称为“下肢性帕金森”。VP患者的常规磁共振主要表现为弥漫的白质缺血，大多数患者均有白质受累。由影像学表现将其分为2种：缓慢起病的患者血管损害主要位于分水岭区；急性起病的患者血管损害主要位于基底节区［1］。

以往VP致病机制研究多采用病理解剖或核素显像法，时效性不佳且费用昂贵。弥散张量成像（diffusion tensor image，DTI）技术的出现弥补了此缺陷。DTI是一种以量化水分子的弥散程度来反映脑白质组织结构空间方向性和完整性的成像技术。作为目前唯一能在活体无损伤反映白质纤维的检查手段，DTI不仅能反映脑的形态，还能对其功能状态进行良好评估［2］，因而被称为“活病理”。此外，经过白质纤维束示踪技术（fiber tractography，FT）处理的DTI图像，还能对纤维束进行三维重建，可更加直观地反映白质纤维束的缺失与走行。

1　材料与方法

1.1材料

参照Gupta等［1］对VP的诊断标准，即满足以下4项：（1）有帕金森综合征，运动迟缓。且至少具有静止性震颤、肌张力增高、姿势不稳中的1项症状；（2）有脑血管病，由MRI发现梗死病灶或者有相关临床症状及体征；（3）帕金森综合征与脑血管病相关；（4）排除脑损伤、脑炎、安定药物治疗史、脑瘤、交通性脑积水及其他可能引起帕金森综合征的因素。对帕金森患者采用英国帕金森病协会脑库临床诊断标准［2］。对2011年12月至2012年12月中国医科大学附属第一医院门诊及病房确诊为帕金森病及VP的患者（共96例）进行普通磁共振及DTI检查。抽取16例VP患者（VP组），32例帕金森病H-Y分期与VP相近（2.63∶2.64），且普通磁共振检查未见确切脑血管病、脑损伤、脑瘤及脑炎等神经系统疾病患者作为对照（PD组）。VP、PD组患者在年龄、性别、教育程度等差异均无统计学差异（P＞0.05），见表1。

1.2方法

所有患者进行影像学检查的同时，对其双下肢运动功能进行评估（均于患者关期进行）。采用统一帕金森病评定量表（unified Parkinson′s disease rating scale，UPDRS）对患者进行分期及综合评价。运动障碍采用在评价平衡功能上有着良好的可信度Berg平衡量表［3］（the berg balance scale，BBS），满分为56分；步态评价采用功能性步态［4］（functional gait assessment，FGA）量表，满分为10分。并且采用（56-BBS）/病程代表平衡功能下降率，（10-FGA）/病程来代表步态功能下降率。步长采用患者正常行走10 m的平均步长（cm）；步频采用患者正常行走1 min的步数。评分及测量均由经过培训的专业人员进行。

使用GE Signa 3.0T超导磁共振扫描仪，8通道正交线圈扫描头部。扫描时头部用海绵垫固定。进行普通磁共振及DTI扫描。DTI扫描检查采用单次激发平面回波（single-shot echo-planar imaging，EPI）序列（TR 800 ms，TE 109.7 ms，矩阵256×256，FOV 240 mm，层厚4 mm，间距0 mm，b=1 000 s/mm2），扫描层面平行于前后联合连线（AC-PC），扩散敏感梯度方向25个，总扫描时间约455 s。各向异性分数（fractional anisotropy，FA）值计算采用DTIstudio2.4（美国Johns Hopkins大学发明），使用确定性跟踪算法，在校正变性选定阈值后，对选定感兴趣（region of interest，ROI）进行纤维束示踪。本研究ROI白质纤维束为左侧黑质致密部、网状部、双侧额叶。手动完成感兴趣区的选择，并使用“AND”、“OR”、“NOT”选项精确定位纤维束，排除对侧及不相干纤维束。

1.3统计学分析

采用SPSS 17.0软件进行统计分析，VP组与PD组双下肢运动功能统计结果以表示，比较采用独立样本t检验；2组主要纤维束量值采用非参数检验；分别对2组内的对应量值进行相关性分析，采纳双侧检验值，P＜0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.1常规磁共振及DTI表现

16例VP患者均表现有Gupta描述的VP影像表现，即弥漫的血管损害主要位于分水岭区和基底节区，同时14例（87.5%）患者存在白质改变。

2.2运动功能比较

结果显示，VP组平衡功能、步态功能较PD组均下降（P均＜0.05）。VP组BBS下降率约是PD组的4倍，2组比较有统计学差异（P＜0.01）。2组在BBS亚项双足上台阶及双足前后站立也具有统计学差异（P＜0.05）。此外，2组步频差距较大（P＜0.05）。两者步长及双下肢强直程度也具有统计学差异（P＜0.05）。但VP与PD组在UPDRS总分及各分项评分未见明显规律及统计学差异（P＞0.05）。见表1。

2.32组主要纤维束量值比较

与PD组比较，VP组黑质FA增大（P＜0.05），双侧额叶FA减小（P＜0.05）；左侧额叶表观弥散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）增多（P＜0.05），而黑质致密部及网状部ADC减小（P＜0.05）。见表2。

2.42组双下肢运动功能与主要纤维束间相关性分析

VP组中，双下肢功能各项评分与黑质FA、黑质致密部ADC均未见相关性；平衡功能与左侧额叶ADC、黑质网状ADC值相关；步态功能下降率与右侧额叶FA相关；双下肢上台阶能力与黑质网状部ADC密切相关；双脚前后站立与左侧额叶FA紧密相关。PD组中，双下肢功能各项与双侧额叶FA、左侧额叶ADC及黑质网状部ADC均未见相关性；上台阶能力与黑质致密部ADC密切相关；双脚前后站立与黑质FA相关；步频与黑质致密部ADC相关，见表3。

表1 VP组与PD组运动功能比较Tab.1　Com parison of motion function for VP and PD group

表2 VP与PD组纤维束量值比较Tab.2　Com parison of main white matter fibers for VP and PD group

3　讨论

3.12组双下肢运动功能比较

2组在平衡功能及步态功能下降、在代表远侧肌肉运动的亚项双足上台阶、代表躯体平衡功能的亚项双足前后站立均存在统计学差异（P＜0.05）。此外，16例VP患者均有冻结步态，11例患者曾发生过跌倒；而PD组32例患者中，仅有1名患者有冻结步态，5例患者曾发生过跌倒。且VP组较PD组步长及步频均减小，双下肢强直症状也更为严重，这与以往研究VP患者较PD患者运动更为缓慢［1］一致。此外，VP组BBS平衡功能仅为30.69分，这也可能是VP患者跌倒发生率较PD患者高的原因。VP组不但下肢运动障碍较PD组严重，在排除病程干扰后得出的平衡功能下降率，VP组约是PD组的4倍，这表明VP组较PD组双下肢运动障碍发展更为迅速。

3.22组双下肢运动功能与各主要纤维束关系

VP患者的双下肢运动功能与黑质FA及黑质致密部ADC均未见相关（P＞0.05），而PD组的运动功能与其黑质FA及黑质致密部ADC相关。多巴胺递质通过黑质致密部纤维束投射到纹状体，帕金森患者是由于脑内多巴胺递质含量减少，导致运动功能障碍。结合上述实验结果，可以得出：VP患者双下肢运动功能可能与多巴胺能递质并无关联。这与众多实验观察到的VP对多巴及其相关药物反应欠佳相符［1］。在应用SPECT对VP进行观察［1］也表明在VP患者中未见黑质与其步态功能存在相关性。虽然本研究中VP患者的躯体平衡功能及步长与其黑质网状部ADC相关。但由于ADC受神经元细胞内细微改变的影响，没有FA值稳定性高［5］。且黑质网状部不仅接受来自黑质致密部的神经纤维，也接受来自丘脑下核的神经纤维，这些均可导致结果存在偏差。VP组黑质FA值较PD组大，而黑质致密部ADC、网状部ADC较PD组小。FA值越大，ADC值越小，代表纤维束完整性越好［6］。这也提示了VP患者黑质纤维束可能未发生显著变性缺失。

表3　2组双下肢运动功能与主要纤维束间指标的相关分析（r）Tab.3　Relevance analysis of function of lower limbs and main fibers（r）

VP患者的步态及躯体平衡能力与双侧额叶FA值密切相关，其平衡功能与额叶ADC值相关。而PD患者双下肢运动与其双侧额叶FA、ADC值均未见相关，且VP组的双侧额叶FA平均值远远低于PD组，ADC值高于PD组，表明VP患者的额叶与其下肢运动障碍关系密切，其白质纤维束方向性较PD患者更差，髓鞘更不完整，神经元细胞可能发生改变。

额叶不仅是大脑记忆判断、抽象思维等认知功能的主要区域，还包含了如辅助运动区（supplimentary area，SMA）等重要运动相关区域。SMA区域在决定运动及运动前的准备活动中起到重要作用［7］，因此VP患者较PD患者起步更为困难可能与位于额叶的SMA相关。

此外，额叶还通过广泛的联络纤维与许多重要核团相连。一项应用DTI对桥脚核（pedunculopontine nucleus，PPN）环路进行分析的研究［8］表明：冻结步态患者脑内PPN与额叶的直接连接纤维连接减少，FA值降低。而PPN已被证实在冻结步态形成中起到至关重要的作用［9］。即额叶可能通过与PPN连接减少而影响了冻结步态的形成。而冻结步态是VP的特征性步态障碍［1］。这也从另一方面证明额叶在VP下肢运动障碍，尤其是冻结步态的形成中扮演了重要角色。

关于缺血疾病及帕金森综合征的分析也表明了多发性缺血，尤其是额叶缺血与帕金森综合征的形成有密切联系［10］。Wang等［6］应用DTI对VP患者白质纤维进行观察，发现了患者右侧额叶皮质下白质，左侧内囊前支FA值均较正常同龄对照组显著降低，双侧额叶皮质下白质的ADC值较正常对照组显著增高。且FA值的降低程度与平衡及步态障碍的严重性成正比。本研究通过量表及DTI手段，结合临床特征，对VP双下肢运动障碍致病机制进行了分析，认为VP双下肢运动障碍发病与其额叶纤维束密切相关。虽然既往已有研究［6］借助DTI技术对VP白质纤维束进行观察，但对照组为正常人。本研究采用帕金森病患者作为对照，为鉴别VP与帕金森病提供了新的方法。

目前，VP仅占帕金森综合征的3%～12%［1］，随着心脑血管疾病的逐年递增，其发病率必将上升。VP较帕金森病的运动障碍发展速度更快，严重程度更为明显，而准确快速地对两种疾病进行鉴别，不仅能使广大患者受益，也更契合精准医疗的发展趋势。

［1］Gupta D，Kuruvilla A.Vascular parkinsonism：what makes it different？［J］.Postgrad Med J，2011，87（1034）：829-836.

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［4］Pollock C，Eng J，Garland S.Clinical measurement of walking balance in people post stroke：a systematic review［J］.Clin Rehabil，2011，25（8）：693-708.

［5］Kanno S，Abe N，Saito M.White matter involvement in idiopathic normal pressure hydrocephalus：A voxel-based diffusion tensor imaging study［J］.J Neurol，2011，258（8）：1949-1957.

［6］Wang HC，Hsu JL，Leemans A.Diffusion tensor imaging of vascular parkinsonism：structural changes in cerebral white matter and the association with clinical severity［J］.Arch Neurol，2012，69（10）：1340-1348.

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［8］Youn JY，Cho JW，Lee WY.Diffusion tensor imaging of freezing of gait in patients with white matter changes［J］.Mov Disord，2012，27 （6）：760-764.

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［10］Antonini A，Vitale C，Barone P.The relationship between cerebral vascular disease and parkinsonism：the vado study［J］.Parkinsonism Relat Disord，2012，18（2）：775-780.

（编辑武玉欣）

Application ofDiffusion Tensor Image in DiagnosisofVascular Parkinsonism

TANXiao-lin1，RENYan2，LISong-bai3，ZHANGZhi-qiang1，ZHANGWei-lan3，LIXiao-hong2，LIUNa2，LOUFan2
（1.DepartmentofRehabilitation，Shengjing Hospital，ChinaMedicalUniversity，Shenyang110004，China；2.DepartmentofNeurology，The FirstHospital，ChinaMedicalUniversity，Shenyang110001，China；3.DepartmentofRadiology，TheFirstHospital，ChinaMedicalUniversity，Shenyang 110001，China）

ObjectiveTo study the pathogenesis of lower limb motor disorder in vascular parkinsonism（VP）using diffusion tensor image（DTI）. MethodsA case-control study was performed in a cohort of 16 VP patients and 32 PD patients.Patients were all recruited from the first affiliated hospital of China Medical University from Dec.2011 to Dec.2012.The lower limb motor function of those patients was assessed using measurement scales.All patients received magnetic resonance image（MRI）and diffusion tensor image（DTI）.Results Patients in VP group showed more serious movement disorders such as freezing of gait（gait ignition failure）than these in PD group，and the movement disorders of their lower limbs progress more rapidly in VP group than the PD group.Movement disorders of their lower limbs in VP group were related to fibers in bilateral frontal lobes （P=0.008）.Movementdisorderof their lower limbs in PD groupwere related to fibers in substantianigra（P=0.030）.Therearestatistically significant differences in both the FA values of substantia nigra，bilateral frontal lobes and the ADC values of frontal lobes，and the pars compacta and pars reticulata of substantia nigra between these two groups（all P＜0.05）.ConclusionMovement disorders of bilateral lower limbs are more seriously manifested in VPpatientsthan in PD patients.Theonsetmovementdysfunction ofbilaterallower limbsisclosely related to fibers in the frontallobe.

Parkinson′s disease；vascular parkinsonism；diffusion tensor imaging；gait disorder；movement disorder

·短篇论著·

R493.02

A

0258-4646（2016）04-0361-04

10.12007/j.issn.0258-4646.2016.04.018

谭晓琳（1987-），女，医师，硕士. E-mail：changchuntengtan@163.com

2015-11-01

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