基于MRI人腦杏仁體的形態測量

張 華，黃小華，肖如輝，白桂芹，謝興國

（川北醫學院：1人體解剖學教研室；2附屬醫院放射科，四川南充 637007）

基于MRI人腦杏仁體的形態測量

張 華1，黃小華2，肖如輝2，白桂芹1，謝興國1

（川北醫學院：1人體解剖學教研室；2附屬醫院放射科，四川南充 637007）

目的：探討杏仁體體積與性別、年齡及周邊組織的相關性，為與杏仁體形態改變相關的疾病研究提供參考。方法：采集健康志愿者杏仁體圖像，觀測杏仁體體積、海馬結構縱軸長度、寬度、高度、側腦室顳角間距、顳葉鉤間距等指標，分析杏仁體體積隨年齡變化的規律，探討各線性指標是否與杏仁體體積存在相關性。結果：左、右側杏仁體體積分別為（1477.09±200.71）mm3、（1746.75±209.65）mm3。杏仁體體積左側體積小于右側（P＜0.05），男性杏仁體體積大于女性（P＜0.05）。Pearson分析顯示，海馬結構縱軸長度、寬度、高度、側腦室顳角寬度與杏仁體體積無顯著相關性。側腦室顳角間距、顳葉鉤間距與杏仁體體積呈負相關。結論：杏仁體體積左、右側及男、女差異顯著。側腦室顳角間距、顳葉鉤間距可作為杏仁體形態變化的初篩指標。

杏仁體體積；年齡；線性指標；MRI

杏仁體與海馬結構位置密切，是邊緣系統的重要組成部分。在許多神經精神類疾病如阿爾茨海默病 （Alzheimer disease，AD）[1]、精神分裂癥[2]等患者中二者的體積常發生改變，二者體積的準確測量體積對神經科學研究和臨床應用具有重要意義，因此本課題組在對海馬結構研究的基礎上再對杏仁體進行進一步的研究。本研究采用GE 3.0 T核磁共振儀對正常成人進行掃描，探討杏仁體體積與性別、年齡的相關性以及海馬結構等部分線性指標與杏仁體體積的相關性，以期為相關疾病的診斷提供形態學依據。

1 資料與方法

1.1 受試者選取與MRI掃描

收集2012年4月至2014年4月于川北醫學院附屬醫院進行MRI的檢查者或體檢者。應用隨機數字表法選取100例符合納入標準的健康志愿者納入本研究（男性50例，女性50例），平均年齡分別為（45.13± 14.24）歲，按年齡段分為A（20～30歲）、B（31～40歲）、C（41～50歲）、D（51～60歲）、E（60～70歲）5組，每組20名，男、女各半。納入標準：經常規體檢未見異常；頭顱常規MR未見異常；無視聽覺障礙、語言或智力障礙；無神經系統疾病史、癥狀及體征；無家族遺傳疾病史；無吸毒、酗酒史；無藥物依賴、無長期服用能影響神經系統藥物史。

采用GE 3.0 T核磁共振儀（美國）對受試者行掃描，頭部線圈為接收線圈，掃描范圍覆蓋全腦。掃描序列為三維快速擾相梯度回波序列（three—dimensional fast spoiled gradient—recalled，3D-FSPGR），以獲得全腦高分辨率軸位三維結構圖像。掃描參數：TE 3.3 ms，TR 8.3 ms，TI 400 ms，矩陣 256×256，Nex 1，掃描視野（FOV）24 cm×24 cm，翻轉角（FA）15°，層數156層，層厚1 mm，掃描連續無間隔。選取杏仁體等結構顯示較佳的MRI斷層圖像，傳入ADW4.2圖像處理工作站。

1.2 杏仁體體積測量

采用基于統計參數圖 （Statistical Parametric Mapping，SPM）的個體腦圖譜法（IBASPM）對杏仁體體積進行測量。

線性測量指標：顱腔前后徑、顱腔上下徑、顱腔左右徑、海馬結構縱軸長度、海馬結構寬度、海馬結構高度、側腦室顳角寬度、側腦室顳角間距、顳葉鉤間距。其中顱腔左右徑為軸位上過前后聯合中點的垂線，前后徑為正中矢狀位上過胼胝體下緣的前后顱骨板障間距，上下徑為正中矢狀位上經前后徑的垂線與頂骨內板的交點和枕骨大孔后緣的連線，海馬結構寬度（高度）為海馬結構縱軸中點處海馬結構寬度（高度）測量值。

為了消除個體頭顱大小的影響，所得數據均進行標準化。其公式為：

體積標準化值=（原始數據/顱腔體積）×顱腔體積平均值

顱腔體積為顱腔前后徑、顱腔左右徑、顱腔上下徑之乘積。

圖1 標準化示意圖

1.3 數據處理

2 結果

2.1 不同年齡、性別杏仁體體積比較

左、右側杏仁體體積分別為（1 477.09±200.71）mm3、（1 746.75±209.65）mm3，杏仁體體積左側小于右側（t=-9.713，P＜0.05）。男性左、右側杏仁體體積均大于女性（t=5.002，P＜0.05；t=4.783，P＜0.05）。不同年齡、性別杏仁體體積比較見表1。標準化后采用Pearson相關分析顯示，女性右側杏仁體體積與年齡呈負相關（r=-0.324，P＜0.05）。組間比較男性組間差異均無統計學意義 （左側F=1.232，P >0.05；右側F=1.585，P>0.05）。女性左側組間差異無統計學意義（F=2.093，P>0.05），30~70歲的女性右側杏仁體積低于20~30歲的女性 （P＜0.05）。

表1 不同年齡、性別杏仁體體積比較（±s，mm3）

表1 不同年齡、性別杏仁體體積比較（±s，mm3）

注：a表示與20～比較，P＜0.05

年齡（歲）20～31～41～51～61-70 F P人數10 10 10 10 10男性 女性左側1 590.59±189.13 1 658.97±269.18 1 606.54±181.67 1 583.13±207.57 1 527.15±206.80 1.232 0.311右側1 861.22±132.54 1 942.02±180.69 1 870.21±102.06 1 728.62±164.27 1 815.60±227.47 1.585 0.195左側1 470.89±207.35 1 315.19±113.38 1 403.58±183.83 1 401.17±117.16 1 313.71±157.12 2.093 0.097右側1 804.94±21758 1 586.62±138.90a1 631.19±192.79a1 668.01±124.40a1 559.05±169.85a3.984 0.008

圖2 杏仁體體積隨年齡變化趨勢圖（雙側）

2.2 杏仁體與周圍結構的分析

Pearson相關性分析見表2，結果顯示：海馬結構縱軸長度、海馬結構寬度、海馬結構高度、側腦室顳角寬度與杏仁體體積無相關性。側腦室顳角間距、顳葉鉤間距與杏仁體體積呈負相關。

表2 杏仁體與周圍結構的分析

3 討論

杏仁體位于側腦室下角前端的上方，屬于大腦邊緣系統的一部分，與內臟、內分泌活動及情緒調節相關。目前報道的杏仁體體積測量結果差異較大，介于1.54 cm3～2.66 cm3之間[3，4]，這與其解剖邊界的認定、掃描所用MR場強大小以及分析方法不同有關[5]。潘克梗等[6]在研究1000名中國正常成人杏仁核體積高分辨力MRI測量報道左、右側杏仁體體積分別為（1 320.21±280.07）mm3、（1 308.50±260.04）mm3，與性別和年齡相關。Makris等在研究可卡因成癮者杏仁體體積變化時報道，正常對照組左、右側杏仁體體積分別為（1.75±0.06）、（1.52±0.06）cm3。本研究采用場強較高的GE 3.0 T核磁共振儀對健康成人進行掃描，獲得的結果和上述研究較為接近。

杏仁體體積與年齡的關系尚存在爭議。Doty等[8]在研究雙相情感障礙中顯示，在實驗組中杏仁體的體積隨著年齡的增大而逐漸減少，而在正常對照組中無此發現。Sublette等[9]報道健康志愿者中，腦源性神經營養因子 （brain-derived neurotrophic factor，BDNF）亞型（BDNF val66met）攜帶者的杏仁體體積隨著年齡的增大而減小，而非攜帶者的杏仁體體積無此變化。本研究結果顯示，女性右側杏仁體體積與年齡呈負相關（r＝-0.324，P＜0.05），女性左側杏仁體體積及男性杏仁體體積與年齡的相關性無統計學意義。

杏仁體在人類感覺和情緒中起著重要作用，其體積的性別差異和左、右側差異存在爭議。Szeszko等[9]在研究強迫癥杏仁體體積改變時顯示，正常對照組中右側杏仁體體積大于左側，且杏仁體體積存在性別差異（男性＞女性，P＜0.05）。Sublette等[10]報道同時指出，在BDNF val66met攜帶者及非攜帶者中杏仁體體積的左右側差異顯著（右側＞左側，P＜0.05），性別差異不存在顯著性。錢學華等[11]研究杏仁體的測值顯示無性別差異及左、右側差異存在。本研究顯示：杏仁體體積左、右側差異顯著 （右側＞左側，P＜0.05）。男性左、右側杏仁體體積均大于女性 （P＜0.05）。組間比較男性組間差異無統計學意義（P值均大于0.05）。組間比較女性左側杏仁體體積差異無統計學意義 （P＞0.05），女性右側A組與B組、A組與C組、A組與E組間差異有統計學意義（P＜0.05），其余各組間差異無統計學意義（P值均大于0.05），提示杏仁體體積隨年齡的變化同時存在性別及側別差異。本研究與上述研究結果出現差異，測量方法的不一致、樣本量的不同等是其差異出現的可能原因。

杏仁體與海馬結構同為邊緣系統的重要組成部分，前者關系情緒表現，后者與記憶有關，二者體積可在AD等神經精神疾病人群中發生改變，其體積變化是此類疾病的重要觀測指標。Baron等[12]研究顯示，與正常對照組相比，中度AD患者中杏仁體與海馬結構等均發生結構上的改變，灰質密度均有不同程度減少。Laakso等[13]研究顯示，與正常對照組相比，早期AD患者海馬結構體積顯著減少，杏仁體體積亦有減少，但無統計學意義。由于杏仁體毗鄰結構復雜，其定界標志歷來存在較大爭議，加之成像場強不同及測量手段的不一樣，使得文獻報道的杏仁體體積差異較大。相比手動測量體積等方式的耗時耗力，在臨床工作中可首先觀測與杏仁體體積相關的線性指標，結合臨床癥狀再考慮是否進行體積測量，以此提高診療效率。Pucci等[14]研究顯示，乳頭體層面左側海馬/海馬旁回復合體高度變化是AD診斷的可靠指標。在某種情況下，其改進后可作為AD診斷金標準及臨床試驗的納入標準。江魁明[15]研究顯示，AD組海馬高度、顳角寬度線性測量與杏仁核體積測量呈顯著相關性（P＜0.01），提示其可作為杏仁體體積變化的初篩指標。本研究顯示，側腦室顳角間距、顳葉鉤間距與杏仁體體積呈負相關，提示在臨床研究中可以考慮將二者作為杏仁體體積變化的初篩指標。

綜上所述，本研究通過測量健康成人杏仁體獲得了杏仁體體積的正常參考值，顯示杏仁體體積左、右側及男、女差異顯著，同時提示側腦室顳角間距、顳葉鉤間距可作為杏仁體形態變化的初篩指標，為AD等疾病的臨床診斷和研究提供了形態學依據。

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（2015-11-07收稿）

Morphological study of human amygdala using MRI

Zhang Hua1，Huang Xiaohua2，Xiao Ruhui2，Bai Guiqin1，Xie Xingguo11Department of Anatomy;2Department of Radiology，the Affiliated Hospital of North Sichuan Medical College，Nanchong，Sichuan Province 637007，China

Objective:To explore the volume of amygdala in healthy adults and the correlation between amygdala volume with sex and age，and to provide linear measurements for the morphological changes of amygdala in diseases.Methods:Amygdala volume was measured on MRI of volunteers of both male and female of different ages，and the relationship between the linear measurements and the amygdala volume was analyzed.Results:The volume of the left amygdale is significantly larger than that on the right（P＜0.05），and the volume in male is significantly larger than in female（P＜0.05）after normalization.There were no correlations between the amygdala volume and the length，the width，and the height of the hippocampus formation.However，the volume of amygdale was inversely correlated with the width of the temporal horn of lateral ventricles and the interuncal distance.Conclusion::The volume of amygdale on the left is significantly larger than on the right，and the volume of amygdale is larger in male than that in female.The width of the temporal horn of lateral ventricles and the interuncal distance could be used as preliminary screening markers for the morphological changes of the amygdala.

Amygdala volume；Age；Linear measurements；MRI

R322.81

A

10.3969/j.issn.1000-2669.2016.03.015

張 華（1986-），男，助教，碩士。E-mail：zhuanglingsir@126.com