中脑黑质成像技术在帕金森病中的相关研究

杨俊强 杨晓帆 赵威强 解金金 仲崇琦 魏秀芳 牡丹江医学院附属红旗医院影像科 （黑龙江 牡丹江 157011）

内容提要：通过对中脑黑质改变的检出，已逐渐成为诊断帕金森病的重要辅助手段。而对中脑黑质的检查方法的原理主要是基于黑质的神经黑色素的丢失和铁质的异常沉积，主要包括神经黑色素敏感成像（NM-MRI）、常规轴位T2加权成像（T2WI）、磁敏感加权成像（SWI）、定量磁敏感图（QSM）、经颅超声黑质检查（TCS）等，本文将介绍上述的检查方法对帕金森病的诊断、探讨与疾病的相关程度的分析，以及在帕金森相关疾病鉴别方面的应用进行综述。

帕金森病（Parkinson's Disease，PD）是一种常见的神经系统疾病。临床上常常是通过其运动症状（如静止性震颤、运动迟缓、肌强直等）来怀疑为帕金森病。但是在PD早期诊断中，临床的误诊率为10%～25%[1]，因此需要更加客观、便捷的评判方法。因此，通过影像技术对神经黑色素的丢失或对铁质沉积的检出，可提高临床的诊断和监测用药后的治疗情况。

1.基于神经黑色素敏感的成像

1.1 成像基础

神经黑色素主要为多巴胺能神经元的氧化产物，主要集中在中脑黑质致密度区（SNc）。由于神经黑色素具有顺磁效应及明显缩短T1值的作用，为在MRI高分辨率T1-FSE序列上显示为高信号提供了物理基础。在帕金森病中，其病理特征之一就是神经黑色素的丢失，研究表明[2]，相比正常对照组，帕金森患者的神经黑色素减少约50%～60%，因而为开发神经黑色素MRI序列提供了临床价值[4]。

1.2 NM-MRI成像技术的临床应用

从不同角度对SNc高信号区的改变进行研究，表明与正常人相比，帕金森患者的SNc高信号区是明显减少的。研究方法主要包括视觉评估与定量分析，该方法有着与SNc定量分析较好的灵敏度与特异度，相对于费时、费力的定量分析，可作为一种快速的检测方法，但在精准度方面有着不足，以及与疾病严重程度的相关性较小，受分析者的主观因素较大。SNc的定量分析主要包括：测量SNc高信号区的面积、宽度与长度、体积、信号强度对比率（CR）。用SNc的面积表明，与TD相比，PIGD有着更严重的面积丢失，因此在区分PD运动亚型方面，NM-MRI有着较好的临床价值。此外，在鉴别与帕金森相关的疾病中，NM-MRI成像也有着较好的临床价值。SNc区的面积与宽度的减少可以区分特发性震颤（ET）与早期震颤为主的帕金森病，后者尤其是在腹外侧段减少明显，特异度为93.3%，灵敏度为66.7%。ET患者的SNc虽有减少，但与正常对照组相比，无明显的统计学差异。与PD患者相比，进行性核上麻痹（PSP）的SNc区与中脑容积减少的更加明显，但是PSP的黑质致密部的改变与临床症状没有明显的关系，PD的黑质致密部的改变与疾病持续时间、UPDRS part Ⅲ评分呈负相关。

2.基于铁质异常沉积的成像技术

2.1 SWI（磁敏感加权成像）

通过尸检证实[3]，PD患者的SNc含铁增多。而SWI作为一种根据组织间的磁敏感差异，能够反映组织磁化率属性的对比增强技术，能够较好地显示静脉、铁沉积、微小出血灶等。因此，可用该技术来诊断帕金森病。不同于NM-MRI成像的应用，SWI的诊断价值主要在于对黑质的视觉评估——即观察“燕尾征”的有无[5]。而PD患者由于黑质小体-1丢失，伴有铁质沉积，导致该区的顺磁性加重，与周围相对低信号的黑质对比度减低，形成视觉上的燕尾征消失。“燕尾征”消失的这一改变，也可见于进行性核上性麻痹（PSP）和多发性硬化（MS）等患者中。在多发性系统萎缩（MSA）与原发性帕金森病（IPD）的SWI表现上，IPD的铁质沉积主要发生在SNc，而多发性系统萎缩的铁质沉积主要在壳核，所以帕金森病的燕尾征单侧消失、双侧消失的概率明显大于后者。但是灵敏度与特异度为87.9%、83.3%，不足之处在于研究的样本量较少，病程较短，中脑区域的图像易受颅底伪影的影响。

2.2 T2WI（T2加权成像）

在常规的轴位T2WI扫描图像中，也可见观察到中脑黑质区的影像结构。根据解剖，可将黑质分为黑质网状部（SNr）和黑质致密度部（SNc）。由于含成分的比例不同，前者含神经黑色素少，铁多，后者含黑色素多，铁少，而铁具有顺磁效应，缩短了T2值，所以在轴位T2WI图像上，SNc区呈等信号，SNr区呈较低信号。轴位T2WI图像上并不能确切显示黑质的解剖位置，而通过质子密度加权自旋回波序列和快速反转恢复成像可以更加准确的识别黑质。因此这方面的相关研究有待进一步的验证。

2.3 QSM（定量磁敏感图）

QSM是在SWI的基础上形成的对组织间的磁化率定量分析的技术。在显示脑灰质内的铁含量方面，QSM能够通过数值定量显示其含量。PD患者的黑质区域的铁含量较正常对照组是增加的。利用QSM对H-Y分级不超过2级的帕金森患者研究，发现早期PD患者双侧黑质的磁敏感值均与病程呈正相关，早期帕金森患者SNc的QSM值升高，而晚期患者SNc的QSM值持续升高，且QSM的值由SNc扩散到SNr中去。利用QSM、R2*、R2对H-Y分级（2～4级）的帕金森患者进行研究，发现脑铁含量与病程无明显相关性。造成此差异的原因可能是因为样本数量不足所致。另外，QSM在帕金森相关疾病的鉴别中的临床价值需要进一步研究。

2.4 TCS（经颅超声检查）

经颅超声检查黑质（SN）区的改变是一种无创、经济的诊断方法。主要观察的内容包括SN的回声强度与面积大小。90%PD患者的SN区所形成的高回声是由铁蛋白或铁质的异常沉积所引起的。这与在前面提到的SWI成像里面的铁质改变类似。SN区的高回声用于诊断90%PD患者，其特异度、灵敏度、阳性预测值分别为82.4%、90.7%、92.9%。而在大约10%的健康老年人中也可以见到SN区的回声增高。将SN区高回声的面积增大的临界值取0.2cm2，可以区分帕金森患者与正常对照组。当回声面积为大于0.2cm2时，其诊断帕金森的灵敏度、特异度、准确度分别为85%、78%、81%。目前我国已经将TCS对黑质的检查写入了帕金森的诊治指南[6]：SN的高回声面积＞0.2cm2，即可提示IPD可能。在PD相关疾病鉴别方面，经颅黑质超声检查在鉴别早期非震颤为主的PD与多系统萎缩引起的帕金森综合征（MSA-P），其灵敏度、特异度与阳性预测值皆不高。因此，超声黑质检查对帕金森病的应用需要进一步的研究，例如在PD的运动分型与非运动症状方面的研究。此外，超声检查受检查者手法和颞骨窗的限制，以及在图像的采集方面存在不足。但是超声黑质检查存在广大的前景。

综上所述，关于中脑黑质成像技术在帕金森病中的诊断方面具有较大的临床价值，但也需要更多的样本量进行研究，细化不同成像技术的使用价值。在临床工作中，可选择不同的成像技术相互组合，对帕金森病的早期诊断、判断病变严重程度、鉴别诊断可起到较好的提示作用，为临床医生提供治疗策略。