磁敏感加权成像在肝豆状核变性中的应用价值

李月红，陆晓培，罗生辉，陈 杰，陈步枢，林赛珍

肝豆状核变性是一种常染色体隐性遗传性代谢障碍疾病，致病基因ATP7B 发生突变导致铜离子蓄积于肝脏、脑、肾脏等多个器官，引起各种临床症状，且多于青少年起病［1］; 肝脏损害表现多出现较早，而神经系统症状常出现较晚［2-3］。肝豆状核变性病人早期诊断及治疗预后相对较好，但神经系统症状严重影响病人工作及生活质量，积极干预治疗有助于改善病人生活质量［4］。故早期诊断与评估脑组织病变对肝豆状核变性治疗具有重要意义。结合相关研究发现，肝豆状核变性病人可能同时存在铜、铁代谢异常，导致铜、铁沉积于脑部不同组织，引起神经系统症状［5-6］，且研究认为铜、铁均属顺磁性物质，故本研究应用磁敏感加权成像( SWI) 对相关脑区( 苍白球、壳核、黑质、红核) 相位图进行定量分析，探讨SWI 在肝豆状核变性中诊断及监测病情的应用价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 收集 2017 年 4 月—2018 年 9 月确诊为肝豆状核变性病人12 例，其中男8 例，女4 例。入组病例均符合肝豆状核变性诊断标准［7］: 有缓慢进行性神经精神症状或( 和) 肝病症状; 铜蓝蛋白＜0.2 g /L，24 h 尿铜＞100 μg，角膜 K-F 环阳性，有阳性家族史，ATP7B 基因突变基因检测。同时选取与肝豆状核变性组年龄、性别匹配的健康志愿者12名作为正常对照组。

1.2 MRI 扫描及图像分析 使用德国西门子公司生产的Magnetom Trio 3.0T 超导型磁共振成像仪，采用头颅表面线圈作为发射和接收线圈。采用经正中矢状面，平行于前后连台联线; MR扫描序列包括常规序列+SWI 序列扫描; SWI 序列参数如下: TR 28 ms，TE 20 ms，翻转角 15 deg，层厚 1.2 mm: 间距 0 mm，矩阵221×320; FOV 230 mm×173 mm。得到 SWI 相位图、磁矩图及生成的SWI 图和MIP 图。所得图像导入Leonado 工作站，根据校正后相位图像，由两位神经放射科医师手动测量双侧苍白球、壳核、黑质、红核部位顺磁性物质沉积部位的相位值，测量选取核团最大成面，最后取其两者平均值，相位值计算公式为f( X) =X ×π / 4096( X表示所测得的值) ，测量相位值以均数±标准差( x ±s ) 表示。测量时尽可能避开脑脊液、血管、钙化等结构，以免影响测量准确度。

1.3 统计学处理 应用SPSS 19.0 软件包进行数据处理和统计学分析。两组双侧苍白球、壳核、黑质、红核相位值的计量资料以均数±标准差( x ±s ) 表示，采用两个均数独立样本t 检验; 利用双变量Spearman 相关分析评估脑部核团相位值与改良 Goldstein 临床分级之间的相关性。以P ＜0 . 0 5 为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 两组一般资料比较( 见表1)

表1 两组一般资料比较

2.2 两组脑区相位值比较 与对照组比较，病例组双侧苍白球、壳核、右侧黑质、左侧红核差异均有统计学意义( P ＜0.05) 。详见表 2、图 1。

表2 两组脑区相位值比较( x ±s )

图1 苍白球、壳核、黑质、红核相位值

2.3 病例组脑区相位值与改良Goldstein 临床分级的相关性分析 病例组双侧苍白球、壳核、黑质红核与改良Goldstein 临床分级无相关性，详见表3。

表3 病例组脑区相位值与改良Goldstein 临床分级的相关性分析

3 讨 论

肝豆状核变性是一种常染色体隐性遗传的铜代谢障碍疾病，有研究证实，肝豆状核变性致病基因已明确位于 13q14.3 的 ATP7B 基因［8］。ATP7B 基因编码为P 型铜转运ATP 酶，该酶在铜转运过程中至关重要，基因突变导致转运蛋白合成障碍，造成铜的转运及排出障碍，沉积到人体其他组织器官，如大脑、角膜、肾脏、心脏及骨骼等，导致铜过量负荷，引起一系列的临床症状［1］。相关研究发现，肝豆状核变性病人同时存在铁代谢障碍，因脑组织对铜、铁亲和力不同，铜、铁多易于沉积于基底节区、中脑、丘脑等部位，如豆状核、黑质、红核、齿状核等区域［9-10］，且上述区域均与运动区域相关，肝豆状核变性病人神经系统症状主要包括震颤、共济失调和肌张力障碍等锥体外系症状表现［11］。

SWI 是一种新发展的磁共振成像技术，不同组织的磁敏感性不同是其成像基础，该技术在传统GRE-T2* WI 基础上，采用全新的长回波时间、完全流动补偿、三维梯度回波进行数据采集，增加磁矩图的对比和组织间的磁敏感差异，使磁敏感效应的敏感性最大化。铜、铁均属于顺磁性物质，磁化率较大，引起局部磁场发生改变，导致质子去相位和相位值降低，在SWI 图及校正相位图上均呈低信号改变［12］。

本研究应用SWI 对肝豆状核变性病人及健康对照组苍白球、壳核、黑质、红核进行性定量分析，发现与对照组比较，肝豆状核变性病人双侧壳核、苍白球、右侧黑质、左侧红核显著降低，其结果与既往研究相似，考虑与铜、铁在该相位值区域沉积相关［13-14］。双侧苍白球、壳核与对照组相位值比较，差异均有统计学意义( P ＜0.05) ，考虑两者是肝豆状核变性病理早期损害部位，可能与铜、铁对该组织亲和力更强有关［9］; 单侧黑质、红核与对照组相位值比较，差异均有统计学意义( P ＜0.05) ，考虑肝豆状核变性病理损害具有不对称性，偏侧化的具体机制目前尚不明确。

肝豆状核变性病人双侧壳核、苍白球、黑质、红核相位值与改良Goldstein 临床分级之间无相关性，考虑铜、铁沉积于基底节神经核团引起继发神经细胞毒性水肿、变性、坏死及神经胶质的增生［15-16］; 临床症状与神经组织损害相关，而与铜、铁沉积量无相关性。结合一项研究发现，肝豆状核变性病人经曲恩汀正规驱铜治疗后，神经系统症状及肌张力障碍加重，复查MRI提示T2WI 上病灶范围较治疗前扩大，提示病情有所进展，此时SWI 上基底节区低信号无改变［17］。结合该研究结果提示改善肝豆状核变性病人神经系统症状，单纯驱铜治疗可能存在不足，应更加重视神经保护治疗。脑深部核团双侧壳核、苍白球、右侧黑质、左侧红核SWI 相位值可能作为诊断肝豆状核变性脑部病变的依据。脑区SWI 的相位值不能作为评估病情严重程度的依据。