抽動穢語綜合征的影像學研究新進展

孔 磊，劉 玥，彭 蕓

(首都醫科大學附屬北京兒童醫院影像中心，北京 100045；*通訊作者，E-mail：liuyue20136@163.com)

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抽動穢語綜合征的影像學研究新進展

孔 磊，劉 玥*，彭 蕓

(首都醫科大學附屬北京兒童醫院影像中心，北京 100045；*通訊作者，E-mail：liuyue20136@163.com)

抽動穢語綜合征； 磁共振彌散張量成像(DTI)； 功能MRI(fMRI)

抽動穢語綜合征(Tourette syndrome，TS)是一種復雜的神經精神行為障礙，主要表現為多種不自主的、反復的、快速的一個或多個部位肌肉運動抽動和至少一種發聲抽動[1]。TS常伴有強迫癥(obsessive-compulsive disorder, OCD)、注意缺陷多動障礙(attention-deficit hyperactivity disorder, ADHD)以及行為、情緒障礙疾病。 TS的診斷主要根據病史和臨床癥狀,缺乏客觀標準，目前多采用量表，其中最常使用的是耶魯整體癥狀嚴重程度量表(the Yale global symptom severity scale)，盡管量表可行，然而同樣存在客觀評分問題。MRI技術的發展為TS的早期診斷、治療評估以及發病機制的研究提供了可能。本文就近5年對TS的MRI研究，包括基于體素的形態學分析(voxel-based morphometry, VBM)技術、磁共振彌散張量成像 ( diffusion tensor imaging, DTI)、 靜息態fMRI做一綜述。

1 TS的臨床特點

TS是一種在兒童期發病的神經精神疾患，其發病與多種因素有關，主要有基因異常表達，神經系統遞質異常，免疫系統功能紊亂、感染及大腦結構及功能異常、社會及情感因素、母孕期情況及微量元素水平，甚至是中醫辨證病機“脾虛肝旺、痰熱動風”等密切相關[2]。發病年齡為10個月至21歲，3-9歲為發病高峰[3]，男性明顯多于女性；目前國內其發病率可達到學齡兒童的0.7%[4]，近十幾年來發病率逐年上升，眨眼被認為是多發性抽動癥最常見的首發癥狀。多數TS患兒癥狀至青春期可自行緩解，少數患者癥狀進行性加重，延續到成年，成年TS患者常伴有強迫癥、注意缺陷多動障礙，這會比抽動給患者帶來更大的傷害，影響正常的生活和工作，因此TS的預防、診斷、治療以及制定客觀的評估手段很重要。

2 TS的MRI表現

2.1 解剖結構

尸檢表明，TS患者皮層-紋狀體-丘腦-皮層(cortico-strato-thalamo-cortex, CSTC)環路可能存在著結構的異常改變。在CSTC環路中，尾狀核是皮層向基底節軀體投射區的傳入纖維及尾狀核向基底節其他結構發出傳出纖維的集中所在,文獻報道過TS患兒存在尾狀核體積減小現象[5]，可見尾狀核減小很可能是TS患者的一個特征性影像學表現，是導致TS患者抽動的原因。

VBM技術是一種基于體素對腦結構磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)的自動、全面、客觀的分析技術，可以在活體腦進行精確的形態學研究。通過定量計算分析MRI中每個體素的腦灰質、白質密度或體積的變化來反映相應解剖結構的差異，是評價腦灰質、白質病變的新方法。Ganos等[6]將14例TS成人患者和15例對照組T1W成像，應用VBM技術發現TS成人患者額前回灰質體積減小，Muellnerd等[7]研究也發現TS成人患者腦溝深度增加，中央前溝、中央后溝、額上溝、額下溝、內部額溝區域皮質變薄。作者把有共患病的TS患者分開測定發現，其顳上溝和島溝區域的皮層變薄，并且灰質厚度與抽動嚴重程度、強迫癥癥狀嚴重程度有關，支持TS患者在前額、運動區、運動前區存在解剖結構異常。Draper 等[8]對29 例TS兒童和對照組的整個大腦皮層灰質分析也發現，TS患兒大腦灰質和感覺運動皮層變薄。劉玥等[9]應用VBM技術對TS患兒全腦灰白質容積進行研究也發現，TS患兒左顳上回皮質體積較對照組兒童減小，而左右中央前回皮質體積增大，右楔前葉、右中央前回、左顳枕葉梭狀回、右額極、右中央后回、左舌葉白質體積減小，并且右側額極部位白質體積大小與抽動嚴重程度呈反比。這表明TS患者CSTC環路確實存在結構異常。

關于胼胝體的研究結果相差很大，有研究表明體積減少[10]，也有研究表明體積增大[11]，另外也有研究發現TS患者丘腦、杏仁體、海馬、殼核體積增大、左右大腦半球在蒼白球、殼、丘腦區域不對稱。這些研究缺乏一致性，可能表明TS患者每一個特定的階段在皮質下的變化是一個環路，而不是一個固定的點，環路中發生改變的點不同導致了TS患者不自主運動的復雜性[12]。

近幾年也有證據證明小的頭動在采集中可以影響結構測定，包括皮層厚度[13]。因此，MRI測量結果可能也存在一定的誤差，因此在采集數據時一定要注意控制頭動。Tisdall和他的同事[14]描述了一種方法通過使用一種運動跟蹤系統在掃描期間提供潛在運動校正來限制頭動的影響，有利于進一步提高MRI技術的精確度。

2.2 區域聯系

DTI是通過施加額外的梯度場，獲得組織中水分子彌散大小和方向的磁共振技術。是當前唯一能夠對活體進行有效的觀察和追蹤腦白質纖維束的非侵入性檢查方法。在磁共振成像中組織的對比度不僅與每個像素內組織的T1、T2弛豫時間和質子密度有關，還與受檢組織每個像素內水分子的彌散有關。DTI可以通過測量組織內水分子彌散方向和速度，輔助檢查TS早期腦白質的異常改變。DTI最常用的參量有表觀彌散系數(apparent diffusion coefficient，ADC)和各向異性分數(fractional anisotropy，FA)。ADC是水分子的平均彌散能力，與腦組織的細胞密度、髓鞘化程度、水分子含量相關。FA是水分子彌散的各向異性程度，包含方向信息，腦脊液FA為0，大腦白質纖維FA值接近1。此外，分析的參量還有平均彌散率(mean diffusivity，MD)反映分子整體的彌散水平(平均橢球的大小)和彌散阻力的整體情況，MD越大，組織內所含自由水分子則越多；縱向彌散系數(radical diffusivity,RD)反映髓鞘完整性，軸向彌散系數(axial diffusivity,AD)反映軸突完整性。

基底核控制運動、整合調節細致的意識活動和運動反應，它同時還參與記憶、情感和學習等高級認知功能。基底核的病變可導致多種運動和認知障礙，可能是抽搐發生的起源。呂傳凱等[15]研究發現TS患兒右側尾狀核、殼狀核FA值較對照組兒童下降，右側尾狀核ADC值較對照組上升。Lennington等[16]通過比較9例TS患者和對照組的基底神經節RNA轉錄結果也發現紋狀體中間神經元中RNA表達下調。表明紋狀體確實存在微細結構的異常改變，這也與其他關于TS患者紋狀體存在結構和功能改變的研究結果存在一致性。

丘腦是皮質下的最高感覺中樞，各種感覺傳導通路均經丘腦中繼后傳入大腦，丘腦的病變可以引起各種感覺不同程度的障礙。Worbe等[17]收集49例TS成人，28例對照測定皮質、紋狀體、丘腦之間的聯系，結果表明紋狀體和丘腦在運動區、額葉、頂葉、顳葉皮層區的聯系加強;也發現TS患者這些區域白質纖維FA值增加，RD值減少。Shprecher等[18]研究發現TS成人患者左前扣帶回和左側尾狀核，右中扣帶回和右側尾狀核聯系較對照組加強。另有研究表明TS成人患者軀體運動輔助區與基底核之間以及額葉皮層通路聯系減弱[19]。類似的，針對全腦的研究也發現TS成人患者額葉、頂葉、枕葉、扣帶回FA值降低[20]。Debes等[21]研究發現與對照組兒童相比，TS患兒的平行和軸向擴散系數在右側尾狀核、右側丘腦、右側大腦額葉區域隨著時間的增加而減少，尤其是抽動持續的病人，而緩解期患兒的這種變化并不明顯，其大腦發育和正常孩子的大腦更相近，這不僅證實了TS患者CSTC環路存在著功能障礙，也反應了大腦的發育存在功能代償機制。研究表明TS患兒在CSTC環路中的白質纖維和表淺的神經纖維FA值均下降，RD值升高，且和抽動嚴重程度相關，但與抽動持續時間不相關[22];另有研究顯示TS兒童患者丘腦前輻射、皮質脊髓束、下額枕束下縱束、鉤束AD值增加，且右丘腦前輻射，右扣帶束AD值與抽搐嚴重程度呈正比[9];這表明TS患兒白質內微結構彌散改變不只局限于CSTC環路，也影響初級運動和感覺中樞、連和纖維和聯絡纖維。這些研究結果基本一致，證實TS患者(成人和兒童)不只是CSTC環路存在功能障礙，在大腦半球的廣泛區域均存在功能改變，可能是大腦的一種代償機制，是神經系統對疾病的適應性反映，抑制抽動的發生。

胼胝體是連接左右大腦半球最大的白質纖維，對20例TS患兒[23]及28例TS成人患者[24]的DTI研究同樣顯示TS患者胼胝體FA值降低，FA值的下降提示神經元減少，髓鞘形成不良，或者白質結構斷裂，胼胝體FA降低可能是對左右大腦半球聯絡的抑制以減少不自主運動，但也可以是導致TS癥狀的原因。

2.3 fMRI

功能MRI(functional MRI，fMRI)是基于血氧水平依賴(blood oxygen level dependent，BOLD)的一種無創性活體腦功能成像技術[25]。包括任務態和靜息態fMRI。任務態fMRI是根據設定任務完成過程中的腦組織異常激活來評估腦組織的感覺、運動、認知等功能障礙。不但任務態下大腦兩側對應腦區同時被激活，在靜息態時兩側大腦對應腦區也能保持高度的同步性，而且操作簡便，所以目前靜息態fMRI的應用越來越多，主要用于研究神經功能網絡在不同腦區間的相互關系。其原理為計算神經電生理活動在興趣腦區之間時間序列低頻幅度的相關性[25]。目前常用分析方法有以下幾種：①低頻振蕩振幅(amplitude of low frequency fluctuation，ALFF)算法；②局部一致性(regional homogeneity，ReHo)。

靜息態fMRI反映掃描時大腦不同區域之間的聯系狀態，是受試者未執行特定的認知任務的狀態,活動與大腦各區域的功能聯系高度相關,適用于腦功能網絡的研究[26]。Church等[27]對33例TS患兒10-15歲的靜息態fMRI研究顯示TS患兒功能網絡發育不成熟，特別是任務認知和執行控制網絡，其中額頂部的連接水平差異比較顯著，且臨近腦區間的功能連接加強，相距較遠的腦區間功能連接減弱，認為這是一種適應性改變，也是患者抑制抽搐的一種代償性改變。Cui等[28]應用靜息態fMRI研究發現TS患兒和對照組兒童局部存在低頻波動幅度(amplitude of low frequency fluctuations，ALFF)和分數(低頻波動幅度fractional ALFF，fALFF)差異,TS患兒在額葉、頂葉區域ALFF和fALFF減小，在皮質下區域fALFF增大并且在丘腦和抽動嚴重程度有關。Ganos等[29]應用fMRI測定14例TS成人患者抑制抽動和隨意抽動期間局部一致性，發現TS患者左額下回在抑制抽動期間局部一致性增加。這些研究結果基本一致，提示TS患者額頂葉網絡存在異常。最近研究強調靜息態期間嚴格控制動作的重要性，即使是小動作也會擾亂靜息態結果[30]。雖然靜息態fMRI還沒有廣泛應用于TS，但是它為那些不能配合任務態fMRI的TS患者提供了一種手段，同樣可以取得相當的結果。

3 小結

綜上所述，TS患者常伴有不同程度的神經功能障礙，雖然研究結論并不完全一致，這可能是由于不同研究群組的原因，但MRI研究基本支持TS患者CSTC環路存在著結構及功能障礙，而且并不局限于CSTC環路，中央前回、中央后回、胼胝體、扣帶回、上縱束、下縱束等大腦半球的感覺運動中樞，連和系，聯絡系等廣泛區域都存在微觀結構和功能的改變，這可能是大腦的功能代償機制，是部分TS患兒在青春期過后，抽動癥狀減輕或消失的原因，這些適應性改變可能和青春期各種與生長發育有關的激素有關，這些激素不僅保證了機體各個器官與組織的生長發育，促進生殖器官和生殖功能的發育與成熟，還可調節中樞神經系統與自主神經系統的功能，這一時期適當的心理治療以及行為認知治療可能有助于抽動兒童中樞神經系統的適應性改變，抽動癥狀減輕或消失。不過TS患兒的神經可塑性及功能代償機制尚待進一步研究，而MRI新技術的應用促進了對TS的研究以及治療，此外在MRI掃描過程中一定要注意控制頭動，也可以通過加大樣本量，提高研究的準確性。

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北京市屬醫院科研培育計劃資助項目(PX2016035)；北京市高層次衛生技術人才培養計劃資助項目(2015-3-082)

孔磊,女，1993-01生，在讀碩士，E-mail:1332542019@qq.com

2016-12-08

R816.1

A

1007-6611(2017)04-0392-04

10.13753/j.issn.1007-6611.2017.04.021