氢质子磁共振波谱成像在帕金森病早期诊断中的应用研究*

金 芳 ，耿 悦 ，陈菊萍 ，李俊晨**

（南京中医药大学附属常熟医院1 放射科；2 神经内科，江苏215500）

帕金森病（Parkinson disease，PD）是一种进行性神经退行性疾病，临床特征为静止震颤、向后倒退、僵直、运动迟缓、面部表情僵硬等[1]。典型病理特征包括苍白球（GP）、黑质（SN）等含有黑色素的多巴胺能神经元缺失，其原因可能与PD 病程中能量代谢受损以及谷氨酸能神经传递改变有关[2]。近年来，PD 早期诊断标准仍有争议，临床通常采用帕金森病统一评定量表（UPDRS)[3]、改良的HY 量表和简易精神状态量表（MMSE）[4]来评估PD 患者的疾病进展和认知障碍。但这些方法缺乏客观性，迫切需要一种客观的成像技术来早期诊断PD，以尽早进行干预。

质子磁共振波谱（roton magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS）通过量化不同脑组织中N-乙酰天门冬氨酸（NAA）、胆碱（Cho）和肌酸（Cr）等代谢物，对PD 患者大脑进行神经化学分析[5]。可能存在这些标志物的脑区包括黑质、纹状体（包括由壳核、苍白球、尾状核和丘脑组成的神经核团）、运动皮质、扣带回和前额联合皮质等[6]，这些结构形成平行的神经回路，发挥辅助运动、认知和情感功能。当发生PD 时，有一些苍白球和黑质神经纤维位点出现神经元丢失，引起能量代谢变化[7]，因而1H-MRS 可为PD 早期诊断和监测提供有用的信息。

本研究收集我院2016 年5 月—2018 年5 月诊治的帕金森病患者17 例，通过多体素1H-MRS 测定患者苍白球和黑质 NAA/Cr、NAA/Cho、Cho/Cr 比值，探讨HY 分期早中期及MMSE 为无明显认知功能障碍的PD 患者黑质和苍白球代谢变化与UPDRS评分的关系，评价1H-MRS 在PD 早期诊断及认知能力评估中的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 帕金森病患者17 例，其中男性9例，女性 8 例，年龄 50～81 岁，平均 65.53±8.47 岁，统一用UPDRS 评分评定患者的基本情况：（1）精神、行为和情绪（UPDRS 1）；（2） 日常生活活动（UPDRS 2）；（3）运动检查（UPDRS 3）；（4）治疗的并发症（UPDRS 4）。病例均符合中华医学会神经病学分会制定的中国帕金森病的诊断标准[8]，为PD 早中期。同时招募正常健康者17 例为对照组，其中男性10 例，女性 7 例，年龄 50～69 岁，平均 62.59±5.10 岁。两组性别、年龄的差异均无统计学意义（P＞0.05）。两组对象均告知检查事项并签署知情同意书。

1.2 MRI 扫描参数 采用1.5T 磁共振成像系统（Magnetom Avanto，Siemens），全景成像矩阵（total imaging matrix，TIM）结合专用线圈系统。常规头颅MRI 扫描：受检者仰卧位，定位线为眶耳线，进行轴位序列扫描。T2WI：TR=5 000 ms，TE=96 ms，FOV=230 mm，层厚 5.0 mm，扫描时间为 3 min 47 s；T1WI：TR=550 ms，TE=8.7 ms，FOV=230 mm，层厚 5.0 mm，扫描时间为 2 min 25 s；DWI：TR=3 400 ms，TE=102 ms，FOV=230 mm，层厚7.0 mm，扫描时间为1 min 06 s；扫描总时间约为12 min 05 s。T1 矢状位MPR 3D 序列：TR=2 200 ms，TE=2.8 ms，FOV=250 mm，层厚 1.0 mm，扫描时间为5 min 25s。MRS 化学位移成像（chemical shift imaging，SCI）SE 序列：取两侧 SN 和 GP 为感兴趣区，TR=1 500 ms，TE=135 ms，FOV=120 mm，层厚VOL=80 mm，扫描时间为7 min 12 s。

1.3 图像分析及数据采集 由两名经验丰富的放射科医生使用Siemens 波谱后处理平台对感兴趣区（苍白球和黑质）进行两侧对称取值频谱分析，包括NAA、Cho 和Cr，若有争议和第三位医师讨论决定。计算 NAA/Cr、NAA/Cho 和 Cho/Cr 比值，取平均值。

1.4 统计学处理 使用STATA 14.0 统计学软件MP 版进行数据分析。计数资料以频数表示，组间比较采用 χ2检验；计量资料以表示，当总体分布呈非正态或方差不齐时采用Wilcoxon 秩和检验；相关性分析采用Spearman 秩相关分析。P＜0.05 为差异具有统计学意义。

2 结 果

2.1 两组黑质和苍白球代谢值比较 与对照组比较，PD 组黑质和苍白球NAA/Cr 减少，黑质Cho/Cr增加，苍白球NAA/Cho 减少，但均无统计学意义（P＞0.05），仅黑质区域NAA/Cho 比值较健康对照组减少，差异具有统计学意义（P=0.002）。见表 1、图 1、2。

2.2 黑质区NAA/Cho 与UPDRS 评分的相关性 去除2 例简易精神状态量表（MMSE）评分不符的患者，余 15 例均为 PD 中早期（HY 分期为 1.93±0.62），对其具有统计学意义的黑质区NAA/Cho 与UPDRS评分进行Spearman 秩相关性分析，发现NAA/Cho 与UPDRS 2（开期评分为 10.07±6.49 分）、UPDRS 3（开期评分为18.07±8.38 分）呈正相关。见表2 和图3。

表1 两组黑质和苍白球代谢值比较

图1 苍白球区MRS 成像

图2 黑质区MRS 成像

表2 PD 患者SN 区的NAA/Cho 值与临床量表的相关性分析

图3 PD 患者黑质区NAA/Cho 与UPDRS 评分相关图

3 讨 论

帕金森病是临床最常见的运动障碍性疾病之一，占65 岁以上人群的1%～2%，是继阿尔兹海默症最常见的神经退行性疾病[9]。PD 脑区NAA 可以间接反映神经元的完整性，Cho 作为能量代谢的标志物提示磷脂膜合成[10]。因此，当发生神经元受损时，膜磷脂合成增加，导致NAA/Cho 减少，提示PD 的发生。虽然1H-MRS 检测PD 患者黑质和苍白球病变的研究尚未建立明确的诊断标准[11]，但已有较多研究分析了多种代谢结果，如NAA/Cr、NAA/Cho、Cho/Cr、NAA/(Cho+Cr)等[12-14]。本研究中 PD 患者平均年龄65.53 岁，HY 分期 1～3 期，均为早中期，MMSE 评分提示无严重认知功能障碍。UPDRS 评分与疾病HY分期相符，评分越高疾病越严重。本研究结果显示，与健康对照组比较，PD 组黑质和苍白球NAA/Cr 减少，Cho/Cr 增加，苍白球NAA/Cho 减少，但均无统计学意义（P＞0.05），仅黑质区域 NAA/Cho 比值较健康对照组减少，差异具有统计学意义（P=0.002）。这与Guan 等[14]、Nie 等[15]研究结果相同。这些结果表明 PD患者黑质区神经代谢变化最为明显。PD 病理特征是黑质致密部（substantia nigra pars compacta，SNpc）中多巴胺能神经元变性[16]，PD 早期发生与黑质区密切相关。本研究与健康对照组相比，PD 患者黑质和苍白球NAA/Cr 减少，Cho/Cr 增加，但无统计学意义，仅发现PD 患者黑质区NAA/Cho 减少具有统计学意义，可能是由于NAA 减少和Cho 增加使得两者比值显著降低有关。由于黑质区多巴胺能神经元代谢失衡较苍白球区明显，故本研究未发现苍白球区NAA/Cho 代谢有明显变化，这与PD 病理学特点相符。

UPDRS 2 和3 分别代表患者日常活动和运动功能，本研究相关性分析发现UPDRS 2 和3 与黑质区NAA/Cho 呈正相关，说明 PD 患者 NAA/Cho 越低，症状越轻，因此NAA/Cho 降低越明显，越能反映PD 患者早期脑功能变化的可能，这与Wu 等[17]的研究一致，因此通过1H-MRS 检测黑质区NAA/Cho 的变化可能提示早期PD 患者脑功能发生异常。

总之，临床上可以通过1H -MRS 无创检测PD患者神经退行性改变，黑质区NAA/Cho 改变有助于早期诊断PD 的发生，且与疾病的严重程度密切相关。