磁共振成像在帕金森病中的研究进展

尚芮竹，杨俊强，王建哲，张美乐，李星江，薛培源，魏秀芳

(牡丹江医学院 1.研究生处；2.附属红旗医院核磁共振科，黑龙江 牡丹江 157011)

帕金森病(Parkinson’s Disease,PD)是一种常见的神经退行性病变，该病的患病率会随着年龄增长而增加，有研究指出在60岁以上人群中有1%会患有帕金森病。随着我国社会老龄化加重，PD患者数量逐渐增加，不止对个人生活带来影响，也加重了家庭与社会负担。PD患者相关病理结构改变早在临床症状出现之前就已发生,其中最明显的就是黑质致密部(substantia nigra pars compacta,SNc)含神经黑色素的多巴胺细胞(dopamine,DA)的大量死亡，黑质纹状体通路受到影响，从而引发一系列症状。同时PD患者SN中存在铁多量沉积，对细胞造成损害。目前通过影像手段可以及时检出这些病理结构的改变，辅助临床进行PD诊断。本文就磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)对于PD的诊断的国内外研究进行综述。

1 常规MRI

常规的T1WI可以显示解剖细节，灰白质对比良好；T2WI则对铁的沉积较为敏感。由于铁的沉积，PD患者在T2WI上可看到黑质致密部变窄、信号下降，但特异度与灵敏度并不高，对临床价值较低，可能是因为铁在人脑中的沉积量会随着年龄增加。但近期Fyfe等[1]通过研究SNc的TIWI/T2WI比值，发现PD患者这一比值明显高于健康对照组，可用来诊断PD。如果后续能有跟进的研究得出相同结论，并且根据这一比值进行标准化评分对PD诊断来说将是一个重大突破。曾辉等[2]通过PD患者黑质和苍白球的局部萎缩以及两侧壳核的铁质沉积在T2WI中构成的类似虎眼的征象来诊断PD的准确率达到了90%。这说明了常规MRI平扫对PD的诊断价值需要进一步关注研究。

2 弥散成像

2.1 磁共振扩散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)DWI的原理是利用人体组织分子的扩散运动，评估组织器官的内在变化。当中枢神经系统变性疾病导致的神经元缺失损伤以及胶质细胞增生时，常伴有弥散系数(regional apparent diffusion coefficient,rADC)值的升高。DWI目前在PD的鉴别诊断方面研究较多。在临床中，PD常与一些帕金森样综合征混淆。依据病理学上的差异，DWI可以通过扩散系数的不同将PD与多系统萎缩(Multiple System Atrophy,MSA)、进行性核上性麻痹(Progressive supranuclear palsy,PSP)相鉴别。其中，Seppi等[3]应用DWI研究发现多系统萎缩患者纹状体rADCs高于PD患者和健康对照组，差异有统计学意义，而PD患者与对照组的纹状体rADCs无明显差异，提示多系统萎缩患者纹状体神经元的丢失与胶质细胞增生更为严重。林瀚波[4]等人应用DWI测量多系统萎缩、进行性核上性麻痹与PD患者额叶白质、桥脑、壳核部位的ADC值发现有明显差异，可作为疾病鉴别的临床依据。

2.2 磁共振扩散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)DTI是基于确定白质方向和扩散特性而进行成像。DTI的常用参数是各向异性分数(fractional anisotropy,FA)和平均扩散系数(mean diffusion,MD)。DTI能反映PD患者不同亚型之间脑内神经纤维网络结构的改变。PD患者在黑质、胼胝体以及扣带回和颞叶中的FA值和MD值与正常人相比存在显著不同。DTI也是识别PD患者认知能力的有效标志物。Zheng等[5]发现在额叶白质束，尤其是内囊前肢和胼胝体膝部，执行功能与FA呈正相关，与MD呈负相关，穹隆内MD值与记忆障碍有关，扣带回则与语言和注意力变化的关系最密切。可见DTI可作为识别早期的认知损害的影像学生物标志物。Li等[6]则通过研究PD合并抑郁症的病人，发现其双侧丘脑的FA值显著降低，且抑郁严重程度越高FA值就会越低，推测丘脑在抑郁症中可能起着重要的作用。

3 磁共振波谱成像(magnetic resonance spectroscopy，MRS)

MRS通过磁共振化学位移现象能够对特定的原子核及其化合物进行定量分析，从而可以量化脑组织中的代谢物，检测脑内神经元的缺失，为黑质纹状体系统神经元变性提供证据。临床上最常用的监测物包括N-乙酰天冬门氨酸(NAA)、胆碱(Cho)和肌酸(Cr)。NAA可用来表示神经元的功能。Cho因可构成细胞膜磷脂，能够反映细胞膜的更新，其含量增加提示有害神经胶质细胞的增生。Cr则由于其在病理过程中会保持相对稳定的特性，常被作为MRS中的参照物。金芳等[7]采用多体素1H-MRS测定苍白球和黑质各项比值，发现与健康对照组相比，仅黑质区域NAA/Cho比值减少有统计学意义，证明PD患者的神经代谢变化在黑质区最为明显，并且指出运动评分与黑质区NAA/Cho呈正相关，因此NAA/Cho降低程度能够反映PD患者的严重程度。Zheng等[8]通过MRS检查观察PD大鼠的纹状体，发现在PD组患侧，其NAA/Cr比值较正常侧减低，说明PD患者黑质区多巴胺能神经元的缺失影响了纹状体神经元及纤维的结构和功能。王贺[9]等人研究发现早期PD患者黑质及纹状体区域内NAA/Cr、NAA/Cho会随着病程延长而逐渐下降，提示PD患者神经元和细胞膜的异常呈进行性加重。

4 铁成像

4.1 磁敏感加权成像(susceptibility weighted imaging,SWI)正常人在SWI序列上可以观察到黑质后外侧呈线性或逗号样高信号，与周围组织呈稍低信号相比，呈燕尾状改变，此高信号区域对应于黑质小体-1，而PD患者则不存在这种特征，可能是由于神经黑色素的丢失以及铁的蓄积等原因共同导致的。陆健美[10]等人研究PD患者与正常对照组燕尾状情况，发现PD患者“燕尾征”消失率为96.67%，而对照组中“燕尾征”消失率为13.33%，两者比较有统计学差异，指出“燕尾征”可用来检测帕金森病。孙雪婷等人[11]则通过将“燕尾征”缺失分为两组：完全缺失组和部分缺失组，与抑郁患者进行统计分析，发现“燕尾征”缺失程度可能反映PD患者的抑郁严重程度。这或许与抑郁症本身的发生机制有关，抑郁症患者金属元素含量异常，其中锌、铜、铁、锰等含量异常较为多见。姚舜[12]发现抑郁患者的一些脑内灰质核团，存在铁沉积现象，并发现铁沉积程度与疾病严重程度也存在相关性。可见SWI对帕金森病合并抑郁方面也有很好的诊断价值。

4.2 定量磁敏感图(quantitative susceptibility mapping,QSM)SWI检查由于在铁沉积明显部位与周边交界处的磁化率差异过大，结果会受到影响，存在一定局限性。近些年，QSM由于其对磁化率变化的敏感性较高并且还具有定量测量的优势而受到广泛关注。曾有研究指出，铁是深部灰质磁化率的主要来源，可以用QSM进行评价，随着大脑深部核团的平均铁浓度增高，QSM磁化率值也会增高，两者呈正相关[13]。QSM是量化MSA、PSP和PD患者脑铁积累的一种有效方法。有研究表明，这些疾病有不同的脑铁积累模式，故可通过磁化率将三者进行区分[14]。还有学者发现PD患者黑质区的磁化率与疾病的严重程度相关，也与病程的进展及第三部分评分呈正相关[15]，对病情评估有较好的价值。

5 神经黑色素成像(neuromelanin-sensitive magnetic resonance imaging,NM-MRI)

NM-MRI是基于神经黑色素(neuromelanin,NM)螯合金属的顺磁性而成像的技术，对富含神经黑色素的部位敏感。Sasaki等人[16]在2006年首先提出了使用NM-MRI来显示黑质和蓝斑中的黑色素，为后续NM-MRI研究奠定的基础。Prasad等人[17]发现应用NM-MRI时，PD患者SNc的信号强度对比率(signal intensities and contrast ratios,CR)较正常对照组相比减低，可以此诊断PD。Wang[18]等人发现与TD患者相比，PIGD患者在SN中的CR平均值有明显的下降，且NM的浓度随着疾病的进展而逐渐下降，提出NM可能是PD运动亚型鉴别及疾病严重程度可靠的标志物。SNc高信号区域的定量减少也有助于诊断PD，如Reimao将SNc划分为内、中、外侧部，发现PD患者外侧部减少显著，无论是Fabbri[19]等通过测量SNc的面积改变，还是Castellanos[20]测量黑质SNc的体积发现在PD患者中均减少，表明在NM-MRI图像上对于SNc高信号区域的测量，测量值不但有助于诊断PD而且与病程长短、严重程度也有一定的关系。

这些研究表明能够通过NM-MRI检查检测出PD患者NM减少，且NM的减少在不同病程、严重程度以及亚型之间存在不同。但是目前NM-MRI在PD相关疾病鉴别诊断方面研究较少，下一步可以着重关注这一方面。

6 结论与展望

综上所述，MRI在帕金森病诊断方面取得了很大进展，在评估PD患者的非运动症状方面也取得了不错的进展。但是在帕金森病的运动症状发生之前是否能用MRI对帕金森病进行早期诊断以及哪种磁共振成像对PD诊断价值更高还有待进一步研究。由此可见，MRI成像技术在帕金森病中仍有广阔的发展前景，有待进一步的研究探讨。