DTI在帕金森患者诊断中的应用

1.郑州市第九人民医院神经内科(河南 郑州 450000)

2.南阳市中心医院神经内科(河南 南阳 473000)

刘莉莉1 陈艳芳2

帕金森病(PD)系中老年常见神经系统变性疾病，以静止性震颤、运动迟缓、肌张力增加及姿势反射障碍为主要临床表现，发病率随年龄增长而显著升高，且病情进行性加重，严重威胁患者生活质量[1-2]。其病因尚不明确，多认为与遗传、环境及年龄老化等因素相关，发病机制主要与黑质多巴胺能神经元变性丢失相关[3]。目前主要依靠患者病史及临床症状诊断PD，依靠帕金森氏病综合评分量表(UPDRS)评分及Hoehn-Yahr分期评估疾病严重程度，但尚缺乏客观依据，诊断准确率仅为82%，易出现误诊漏诊，症状出现时，患者多伴有60%以上的黑质纹状体神经元变性改变[4]。而常规核磁共振成像(MRI)平扫+增强扫描联合CT检查仅能提示脑萎缩征象，灵敏度及特性性较低[5]。因此，寻找一种安全有效的影像学方式监测PD的病理改变具有重要临床价值。弥散张量成像(DTI)是在MRI技术上发展的特殊形式，利用组织中水分子扩散运动特性变化成像，可用于评价组织结构完整性及连续性，追踪蛋白质纤维束走形。本研究收集我院62例PD患者的DTI影像表现，探究DTI在PD患者诊断中的应用价值，报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料收集2013年1月～2017年12月我院就诊的62例PD患者的临床资料为PD组进行回顾性分析。入组患者均符合《中国帕金森病的诊断标准(2016版)》[6]诊断标准，存在运动减少等典型临床症状表现，已接受多巴胺药物治疗，且排除脑外伤等神经系统疾病及感染史，合并其他系统性或全身性疾病史患者。其中男43例，女19例，年龄58～82岁，平均(67.17±6.25)岁；病程2～21年。平均(12.36±5.14)年；UPDRS评分(49.81±12.41)分；Hoehn-Yahr分期2～4期。另选取同期我院体检正常的62例健康志愿者为对照组，其中男40例，女22例，年龄60～85岁，平均(67.49±6.81)岁。两组性别、年龄比较无显著差异(P＞0.05)。研究者知情，并自愿签署同意书。

1.2 检查方法使用Siemens Prisma 3.0T MRI扫描仪，行常规MRI检查，平扫序列包括T1WI(TR/TE=250ms/2.5ms)，T2WI(TR/TE=4000ms/90ms)，层厚5mm，层距1.5mm。DTI采用平面回波成像序列(EPI)，行轴位扫描(TR/TE=4000ms/99ms)，FOV 256mm×256mm，层数70层，层厚2mm，间距0mm，B=0、1000s/mm，在64个方向施加梯度脉冲，激励次数NEX=1。

1.3 图像处理将扫描得到的DTI图像传入ADE 4.4工作站进行后处理，重建FA图及ADC图，每个灰质层均取最大最清晰层面选定ROI，并测量黑质、红核、苍白球、壳核、尾状核、丘脑、额叶白质各兴趣区的各向异性分数(FA值）及表观扩散系数(ADC值)，各测量3次，取平均值。

1.4 统计学分析应用SPSS19.0软件处理数据，各兴趣区FA值、ADC值以(±s)表示，行独立样本t检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 感兴趣区在相位图上的信号表现相位图显示PD患者左右半球黑质、红核、苍白球及壳核后外侧为均匀低信号表达，双侧形态堆成，边界清楚，提示该部位铁含量较多，为铁沉积区域。且受检者不同，相位图椎体外系核团信号亦有不同，见图1-4。

2.2 各兴趣区FA值比较PD组黑质、壳核的FA值显著低于对照组，差异有统计学意义(P＜0.05)；而PD组红核、苍白球、尾状核、丘脑、额叶白质兴趣区的FA值与对照组比较，差异无统计学意义(P＜0.05)。见表1。

2.3 各兴趣区ADC值比较PD组黑质、红核、苍白球、壳核、尾状核、丘脑、额叶白质各兴趣区ADC值与对照组比较，差异均无统计学意义(P＜0.05)。见表2，图5-6。

3 讨 论

多项研究证实PD的主要病理改变为黑质-纹状体环路退变，黑质致密部多巴胺可导致神经元变性死亡，抑制纹状体等核团多巴胺递质，从而使患者出现静止性震颤、运动迟缓、肌张力增加、痴呆等临床症状，严重时甚至可影响不同脑网络间的连接性[7-8]。且PD患者亚临床阶段时间较长，患者脑内多巴胺及乙酰胆碱动态平衡已经遭到破坏，黑质纹状体病理改变已经发生，但由于多巴胺受体敏感性及神经元兴奋性较强，导致纹状体代偿，患者早期临床症状不典型，极易误诊。Langley等[9]文献报道，当患者黑质多巴胺能神经元缺失高于50%以上后，患者才会出现明显临床症状。因此，寻找一种有效的早期监测PD病理改变的方法，对延缓疾病进展，并给予早期干预治疗至关重要。

DTI是近年来在MR扩散加权成像上发展的一项新技术，可利用人体生理及病理组织中水分子扩散运动探测组织的微观结构，较好的反映组织结构完整性及连续性。其原理在于，脑组织中，自由水弥散受到多种局部因素(如细胞膜及大分子物质等)影响，水分子在有髓神经纤维中沿轴突方向的弥散速度快于垂直方向速度，即弥散的各向异性作用，具有明显的方向依赖性。微环境不同，弥散作用也不尽相同，如脑组织中纤维束弥散具有较高的各向异性。DTI检查可通过FA值及ADC值定量表示水分子弥散的速度及方向，从而反映脑组织微观结构的变化。FA值范围在0～1之间，反映水分子扩散各向异性的程度，一般脑白质FA值较高，呈高信号表现，各项异性程度较高；而脑脊液FA值较低，呈低信号表现，各项异性程度较低。苏军红等[10]动物研究发现，大鼠黑质FA值显著降低，而纹状体、大脑皮质FA值并未有显著变化，病检结果显示大鼠黑质内多巴胺能神经元丢失程度与FA值降低线性正相关，说明DTI可较好地监测黑质内多巴胺能神经元变化。而PD患者症状结构基础正在于黑质多巴胺能神经细胞变性或丢失。本研究发现，PD患者黑质的FA值显著低于对照组，与国内外既往研究基本一致[11-13]，提示PD患者黑质-纹状体通路伴有选择性微观结构及功能改变。分析其原因，笔者认为可能与铁异常沉积与多巴胺能神经元内，损伤其功能相关；同时多巴胺能神经细胞变性、丢失及纤维损伤、胶质细胞增生，导致病变处白质纤维束结构及排列紊乱，使局部组织各向异性降低，影像学表现为FA值降低。本研究中，PD组壳核FA值亦显著低于对照组，提示壳核部位也存在明显结构改变，可能与黑质神经元投射纤维相关。李梦婷等[14]研究采用SPPET扫描发现，PD患者壳核神经细胞严重缺失。ADC值是反映水分子在各因素影响下向各个方向扩散的平均值。本研究中PD组黑质、红核、苍白球、壳核、尾状核、丘脑、额叶白质各兴趣区ADC值与对照组比较，差异均无统计学意义，与杨涛等[15]研究基本一致，提示在组织微观结构改变方面的反映，FA值敏感度明显高于ADC值，这可能与ADC值影响因素众多相关，其具体生物学意义还有待近一半探究阐明。

表1 两组各兴趣区FA值比较（±s）

表1 两组各兴趣区FA值比较（±s）

感兴趣区域 PD组（n=62） 对照组（n=62） t P黑质 0.410±0.096 0.555±0.068 9.705 0.000红核 0.510±0.130 0.471±0.092 1.928 0.056苍白球 0.387±0.074 0.403±0.045 1.455 0.148壳核 0.218±0.033 0.267±0.042 7.223 0.000尾状核 0.237±0.047 0.226±0.025 1.627 0.106丘脑 0.361±0.052 0.372±0.038 1.345 0.181额叶白质 0.383±0.115 0.378±0.070 0.292 0.771

表2 两组各兴趣区ADC值比较（±s）

表2 两组各兴趣区ADC值比较（±s）

感兴趣区域 PD组（n=62） 对照组（n=62） t P黑质 8.501±0.650 8.461±0.238 0.455 0.650红核 7.051±0.799 6.853±0.427 1.721 0.088苍白球 8.342±0.398 8.225±0.336 1.767 0.079壳核 7.528±0.374 7.459±0.310 1.118 0.266尾状核 7.593±0.574 7.719±0.292 1.541 0.126丘脑 7.553±0.384 7.459±0.283 1.552 0.123额叶白质 8.512±0.521 8.369±0.352 1.791 0.076

图1-4 PD组相位校正图。图5 T1WI轴位图像。图6 T2WI轴位图像。

综上所述，DTI是一项安全、简便、敏感、无创、无辐射、且可重复使用的检查方法。可有效反映脑组织围观结构变化，为PD的早期诊断与预后评估提供客观参考依据。