抽动秽语综合征的影像学研究新进展

孔 磊，刘 玥，彭 芸

(首都医科大学附属北京儿童医院影像中心，北京 100045；*通讯作者，E-mail：liuyue20136@163.com)



抽动秽语综合征的影像学研究新进展

孔 磊，刘 玥*，彭 芸

(首都医科大学附属北京儿童医院影像中心，北京 100045；*通讯作者，E-mail：liuyue20136@163.com)

抽动秽语综合征； 磁共振弥散张量成像(DTI)； 功能MRI(fMRI)

抽动秽语综合征(Tourette syndrome，TS)是一种复杂的神经精神行为障碍，主要表现为多种不自主的、反复的、快速的一个或多个部位肌肉运动抽动和至少一种发声抽动[1]。TS常伴有强迫症(obsessive-compulsive disorder, OCD)、注意缺陷多动障碍(attention-deficit hyperactivity disorder, ADHD)以及行为、情绪障碍疾病。 TS的诊断主要根据病史和临床症状,缺乏客观标准，目前多采用量表，其中最常使用的是耶鲁整体症状严重程度量表(the Yale global symptom severity scale)，尽管量表可行，然而同样存在客观评分问题。MRI技术的发展为TS的早期诊断、治疗评估以及发病机制的研究提供了可能。本文就近5年对TS的MRI研究，包括基于体素的形态学分析(voxel-based morphometry, VBM)技术、磁共振弥散张量成像 ( diffusion tensor imaging, DTI)、 静息态fMRI做一综述。

1 TS的临床特点

TS是一种在儿童期发病的神经精神疾患，其发病与多种因素有关，主要有基因异常表达，神经系统递质异常，免疫系统功能紊乱、感染及大脑结构及功能异常、社会及情感因素、母孕期情况及微量元素水平，甚至是中医辨证病机“脾虚肝旺、痰热动风”等密切相关[2]。发病年龄为10个月至21岁，3-9岁为发病高峰[3]，男性明显多于女性；目前国内其发病率可达到学龄儿童的0.7%[4]，近十几年来发病率逐年上升，眨眼被认为是多发性抽动症最常见的首发症状。多数TS患儿症状至青春期可自行缓解，少数患者症状进行性加重，延续到成年，成年TS患者常伴有强迫症、注意缺陷多动障碍，这会比抽动给患者带来更大的伤害，影响正常的生活和工作，因此TS的预防、诊断、治疗以及制定客观的评估手段很重要。

2 TS的MRI表现

2.1 解剖结构

尸检表明，TS患者皮层-纹状体-丘脑-皮层(cortico-strato-thalamo-cortex, CSTC)环路可能存在着结构的异常改变。在CSTC环路中，尾状核是皮层向基底节躯体投射区的传入纤维及尾状核向基底节其他结构发出传出纤维的集中所在,文献报道过TS患儿存在尾状核体积减小现象[5]，可见尾状核减小很可能是TS患者的一个特征性影像学表现，是导致TS患者抽动的原因。

VBM技术是一种基于体素对脑结构磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)的自动、全面、客观的分析技术，可以在活体脑进行精确的形态学研究。通过定量计算分析MRI中每个体素的脑灰质、白质密度或体积的变化来反映相应解剖结构的差异，是评价脑灰质、白质病变的新方法。Ganos等[6]将14例TS成人患者和15例对照组T1W成像，应用VBM技术发现TS成人患者额前回灰质体积减小，Muellnerd等[7]研究也发现TS成人患者脑沟深度增加，中央前沟、中央后沟、额上沟、额下沟、内部额沟区域皮质变薄。作者把有共患病的TS患者分开测定发现，其颞上沟和岛沟区域的皮层变薄，并且灰质厚度与抽动严重程度、强迫症症状严重程度有关，支持TS患者在前额、运动区、运动前区存在解剖结构异常。Draper 等[8]对29 例TS儿童和对照组的整个大脑皮层灰质分析也发现，TS患儿大脑灰质和感觉运动皮层变薄。刘玥等[9]应用VBM技术对TS患儿全脑灰白质容积进行研究也发现，TS患儿左颞上回皮质体积较对照组儿童减小，而左右中央前回皮质体积增大，右楔前叶、右中央前回、左颞枕叶梭状回、右额极、右中央后回、左舌叶白质体积减小，并且右侧额极部位白质体积大小与抽动严重程度呈反比。这表明TS患者CSTC环路确实存在结构异常。

关于胼胝体的研究结果相差很大，有研究表明体积减少[10]，也有研究表明体积增大[11]，另外也有研究发现TS患者丘脑、杏仁体、海马、壳核体积增大、左右大脑半球在苍白球、壳、丘脑区域不对称。这些研究缺乏一致性，可能表明TS患者每一个特定的阶段在皮质下的变化是一个环路，而不是一个固定的点，环路中发生改变的点不同导致了TS患者不自主运动的复杂性[12]。

近几年也有证据证明小的头动在采集中可以影响结构测定，包括皮层厚度[13]。因此，MRI测量结果可能也存在一定的误差，因此在采集数据时一定要注意控制头动。Tisdall和他的同事[14]描述了一种方法通过使用一种运动跟踪系统在扫描期间提供潜在运动校正来限制头动的影响，有利于进一步提高MRI技术的精确度。

2.2 区域联系

DTI是通过施加额外的梯度场，获得组织中水分子弥散大小和方向的磁共振技术。是当前唯一能够对活体进行有效的观察和追踪脑白质纤维束的非侵入性检查方法。在磁共振成像中组织的对比度不仅与每个像素内组织的T1、T2弛豫时间和质子密度有关，还与受检组织每个像素内水分子的弥散有关。DTI可以通过测量组织内水分子弥散方向和速度，辅助检查TS早期脑白质的异常改变。DTI最常用的参量有表观弥散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)和各向异性分数(fractional anisotropy，FA)。ADC是水分子的平均弥散能力，与脑组织的细胞密度、髓鞘化程度、水分子含量相关。FA是水分子弥散的各向异性程度，包含方向信息，脑脊液FA为0，大脑白质纤维FA值接近1。此外，分析的参量还有平均弥散率(mean diffusivity，MD)反映分子整体的弥散水平(平均椭球的大小)和弥散阻力的整体情况，MD越大，组织内所含自由水分子则越多；纵向弥散系数(radical diffusivity,RD)反映髓鞘完整性，轴向弥散系数(axial diffusivity,AD)反映轴突完整性。

基底核控制运动、整合调节细致的意识活动和运动反应，它同时还参与记忆、情感和学习等高级认知功能。基底核的病变可导致多种运动和认知障碍，可能是抽搐发生的起源。吕传凯等[15]研究发现TS患儿右侧尾状核、壳状核FA值较对照组儿童下降，右侧尾状核ADC值较对照组上升。Lennington等[16]通过比较9例TS患者和对照组的基底神经节RNA转录结果也发现纹状体中间神经元中RNA表达下调。表明纹状体确实存在微细结构的异常改变，这也与其他关于TS患者纹状体存在结构和功能改变的研究结果存在一致性。

丘脑是皮质下的最高感觉中枢，各种感觉传导通路均经丘脑中继后传入大脑，丘脑的病变可以引起各种感觉不同程度的障碍。Worbe等[17]收集49例TS成人，28例对照测定皮质、纹状体、丘脑之间的联系，结果表明纹状体和丘脑在运动区、额叶、顶叶、颞叶皮层区的联系加强;也发现TS患者这些区域白质纤维FA值增加，RD值减少。Shprecher等[18]研究发现TS成人患者左前扣带回和左侧尾状核，右中扣带回和右侧尾状核联系较对照组加强。另有研究表明TS成人患者躯体运动辅助区与基底核之间以及额叶皮层通路联系减弱[19]。类似的，针对全脑的研究也发现TS成人患者额叶、顶叶、枕叶、扣带回FA值降低[20]。Debes等[21]研究发现与对照组儿童相比，TS患儿的平行和轴向扩散系数在右侧尾状核、右侧丘脑、右侧大脑额叶区域随着时间的增加而减少，尤其是抽动持续的病人，而缓解期患儿的这种变化并不明显，其大脑发育和正常孩子的大脑更相近，这不仅证实了TS患者CSTC环路存在着功能障碍，也反应了大脑的发育存在功能代偿机制。研究表明TS患儿在CSTC环路中的白质纤维和表浅的神经纤维FA值均下降，RD值升高，且和抽动严重程度相关，但与抽动持续时间不相关[22];另有研究显示TS儿童患者丘脑前辐射、皮质脊髓束、下额枕束下纵束、钩束AD值增加，且右丘脑前辐射，右扣带束AD值与抽搐严重程度呈正比[9];这表明TS患儿白质内微结构弥散改变不只局限于CSTC环路，也影响初级运动和感觉中枢、连和纤维和联络纤维。这些研究结果基本一致，证实TS患者(成人和儿童)不只是CSTC环路存在功能障碍，在大脑半球的广泛区域均存在功能改变，可能是大脑的一种代偿机制，是神经系统对疾病的适应性反映，抑制抽动的发生。

胼胝体是连接左右大脑半球最大的白质纤维，对20例TS患儿[23]及28例TS成人患者[24]的DTI研究同样显示TS患者胼胝体FA值降低，FA值的下降提示神经元减少，髓鞘形成不良，或者白质结构断裂，胼胝体FA降低可能是对左右大脑半球联络的抑制以减少不自主运动，但也可以是导致TS症状的原因。

2.3 fMRI

功能MRI(functional MRI，fMRI)是基于血氧水平依赖(blood oxygen level dependent，BOLD)的一种无创性活体脑功能成像技术[25]。包括任务态和静息态fMRI。任务态fMRI是根据设定任务完成过程中的脑组织异常激活来评估脑组织的感觉、运动、认知等功能障碍。不但任务态下大脑两侧对应脑区同时被激活，在静息态时两侧大脑对应脑区也能保持高度的同步性，而且操作简便，所以目前静息态fMRI的应用越来越多，主要用于研究神经功能网络在不同脑区间的相互关系。其原理为计算神经电生理活动在兴趣脑区之间时间序列低频幅度的相关性[25]。目前常用分析方法有以下几种：①低频振荡振幅(amplitude of low frequency fluctuation，ALFF)算法；②局部一致性(regional homogeneity，ReHo)。

静息态fMRI反映扫描时大脑不同区域之间的联系状态，是受试者未执行特定的认知任务的状态,活动与大脑各区域的功能联系高度相关,适用于脑功能网络的研究[26]。Church等[27]对33例TS患儿10-15岁的静息态fMRI研究显示TS患儿功能网络发育不成熟，特别是任务认知和执行控制网络，其中额顶部的连接水平差异比较显著，且临近脑区间的功能连接加强，相距较远的脑区间功能连接减弱，认为这是一种适应性改变，也是患者抑制抽搐的一种代偿性改变。Cui等[28]应用静息态fMRI研究发现TS患儿和对照组儿童局部存在低频波动幅度(amplitude of low frequency fluctuations，ALFF)和分数(低频波动幅度fractional ALFF，fALFF)差异,TS患儿在额叶、顶叶区域ALFF和fALFF减小，在皮质下区域fALFF增大并且在丘脑和抽动严重程度有关。Ganos等[29]应用fMRI测定14例TS成人患者抑制抽动和随意抽动期间局部一致性，发现TS患者左额下回在抑制抽动期间局部一致性增加。这些研究结果基本一致，提示TS患者额顶叶网络存在异常。最近研究强调静息态期间严格控制动作的重要性，即使是小动作也会扰乱静息态结果[30]。虽然静息态fMRI还没有广泛应用于TS，但是它为那些不能配合任务态fMRI的TS患者提供了一种手段，同样可以取得相当的结果。

3 小结

综上所述，TS患者常伴有不同程度的神经功能障碍，虽然研究结论并不完全一致，这可能是由于不同研究群组的原因，但MRI研究基本支持TS患者CSTC环路存在着结构及功能障碍，而且并不局限于CSTC环路，中央前回、中央后回、胼胝体、扣带回、上纵束、下纵束等大脑半球的感觉运动中枢，连和系，联络系等广泛区域都存在微观结构和功能的改变，这可能是大脑的功能代偿机制，是部分TS患儿在青春期过后，抽动症状减轻或消失的原因，这些适应性改变可能和青春期各种与生长发育有关的激素有关，这些激素不仅保证了机体各个器官与组织的生长发育，促进生殖器官和生殖功能的发育与成熟，还可调节中枢神经系统与自主神经系统的功能，这一时期适当的心理治疗以及行为认知治疗可能有助于抽动儿童中枢神经系统的适应性改变，抽动症状减轻或消失。不过TS患儿的神经可塑性及功能代偿机制尚待进一步研究，而MRI新技术的应用促进了对TS的研究以及治疗，此外在MRI扫描过程中一定要注意控制头动，也可以通过加大样本量，提高研究的准确性。

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北京市属医院科研培育计划资助项目(PX2016035)；北京市高层次卫生技术人才培养计划资助项目(2015-3-082)

孔磊,女，1993-01生，在读硕士，E-mail:1332542019@qq.com

2016-12-08

R816.1

A

1007-6611(2017)04-0392-04

10.13753/j.issn.1007-6611.2017.04.021