多模態MRI 在帕金森病及其表型鑒別中的應用

趙瑞琛，張蕊，潘媛媛

（河南省人民醫院影像科，河南 鄭州 450003）

帕金森病 （PD） 是中樞神經系統常見的退行性疾病，運動障礙、 睡眠、 感覺、 自主神經以及認知損害等為該病的核心癥狀［1］。PD 根據患者的發病年齡、 病程及運動癥狀可分為不同表型。根據國際運動障礙協會制定的PD 評分量表，可將PD分為以震顫為主 （TD） 型、 姿勢不穩／步態困難 （PIGD） 型及不確定型。不同PD 臨床表型的治療方式存在差異，對于TD型患者多選用高頻腦深部電刺激治療，而對于PIGD 型選擇低頻刺激［2］。不同表型患者的預后轉歸同樣存在差異，PIGD 型相較于TD 型其運動功能惡化較快，接受左旋多巴類藥物治療的效果差。因此，需明確PD 患者的臨床表型。磁共振成像（MRI） 為臨床評估腦結構的有效手段。MRI T1加權成像可為醫師提供清晰的腦結構定量信息，可用于研究腦微結構情況，如腦組織的體積、 表面積及形態等［3］。擴散張量成像 （DTI）是通過定量分析組織內水分子擴散特征的技術，可反映與病理相關的微結構異常變化。DTI 常用于觀察腦白質的變化，已有研究［4］證實DTI 相關參數各向異性分數 （FA）、 平均擴散率（MD）、 軸向擴散率 （AD） 在TD 型及PIGD 型患者中存在差異。本研究擬利用MRI T1擴散加權成像及DTI 序列對PD 患者進行掃描，評估二者診斷PD 及鑒別疾病表型的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2018年1月至2019年12月我院收治的80 例PD 患者為觀察組。納入標準： ①符合PD 診斷標準［5］；②無MRI 檢查禁忌證。排除標準： ①繼發性PD 或非典型PD；②患有精神系統疾病； ③合并癲癇或癡呆等疾病。以同期80例健康人群為對照組。納入標準： ①身體健康，無認知損傷及精神系統疾病； ②接受MRI 檢查。排除標準： 常規MRI 平掃發現腦結構異常者。對照組年齡41 ～78 （55.61 ± 4.95） 歲，男35 例、 女45 例，體質量指數 （22.67 ± 2.85） kg／m2。觀察組年齡43 ～81 （56.27 ± 5.12） 歲，男39 例、 女41 例，體質量指數 （22.86 ± 2.91） kg／m2。兩組的年齡 （t ＝0.828，P ＝0.408）、 性別 （χ2＝0.402，P ＝0.526）、 體質量指數 （t ＝0.417，P ＝0.677） 比較，差異無統計學意義 （P＞0.05）。

1.2 方法 采用3.0T MRI 掃描成像系統進行3D T1加權及DTI檢查。3D T1加權成像： 采用FSPGR 序列掃描，參數： 重復時間8.3 ms，回波時間3.2 ms，翻轉角8°，矩陣256 × 256，層厚1 mm，掃描時間5 min。DTI 掃描： 采用EPI 序列，參數：重復時間8 745 ms，回波時間81 ms，翻轉角90 °，b ＝1 000 s／mm2，矩陣112 × 112，層厚2 mm，掃描時間12 min 22 s。

1.3 圖像分析 對掃描圖像進行三維重建及自動分割，獲取皮質下區域及皮質區域的ROI，計算皮質表面積及厚度。DTI 圖像分析： 首先進行渦流、 頭動、 梯度校正，再進行顱骨剝離，去除腦外部組織，將DTI 圖像分配至T1個體空間，計算T1個體空間的FA、 AD、 MD 參數圖。PD 亞型分組： 參考Stebbins等制定的標準，基于MDSUPDRS 量表計算PIGD 及震顫評分，PD 患者根據運動癥狀分為TD 型 （n ＝42，震顫評分／PIGD 評分≥1.15）、 PIGD 型 （n ＝38，震顫評分／PIGD 評分≤0.90）。

1.4 統計學分析 采用SPSS 21.0 統計軟件處理數據。計數資料以n （%） 表示，采用χ2檢驗； 計量資料以±s 表示，采用t檢驗。P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 PD 患者的腦微結構改變 觀察組左側丘腦齒狀核連接分區、 雙側黑質、 小腦上腳的FA 值以及左側丘腦齒狀核連接分區、 雙側黑質、 左側額中回下部皮質的AD 值均高于對照組 （P＜0.05）。見表1。

表1 PD 患者的腦微結構改變 （±s）

表1 PD 患者的腦微結構改變 （±s）

FA AD組別 n 左側丘腦齒狀核連接分區雙側黑質小腦上腳左側丘腦齒狀核連接分區雙側黑質左側額中回下部皮質觀察組 80 0.70±0.08 0.63±0.10 0.43±0.06 0.47±0.06 0.40±0.05 0.34±0.05對照組 80 0.61±0.11 0.52±0.12 0.38±0.07 0.33±0.04 0.32±0.05 0.22±0.04 t5.9186.2984.85117.36510.11916.762 P＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001

2.2 TD 型及PIGD 型的腦微結構改變 PIGD 型患者的腦橋橫束MD、 AD 值，以及右側小腦皮質、 右側中腦AD 值均高于TD 型患者 （P＜0.05）。見表2。

表2 PIGD 型及TD 型患者的腦微結構改變 （±s）

表2 PIGD 型及TD 型患者的腦微結構改變 （±s）

右側中腦AD PIGD 型 380.68±0.070.65±0.090.44±0.060.46±0.07 TD 型420.63±0.110.57±0.120.40±0.070.37±0.06 t 2.3963.3452.7306.191 P 0.0190.0010.008＜0.001表型n腦橋橫束MD腦橋橫束AD右側小腦皮質AD

3 討論

本研究采用MRI T1加權及DTI 技術分析TD 型及PIGD 型患者腦微結構的改變，并探討腦微結構指標鑒別PD 型及PIGD型的價值，結果顯示，PD 患者左側丘腦齒狀核連接分區、 雙側黑質、 小腦上腳的FA 值以及左側丘腦齒狀核連接分區、 雙側黑質、 左側額中回下部皮質的AD 值均高于對照組，且腦橋橫束MD、 AD 值，以及右側小腦皮質、 右側中腦AD 值在TD型及PIGD 型患者中存在差異，提示采用MRI T1加權成像及DTI 序列掃描可輔助PD 的早期診斷并為PD 亞型鑒別提供參考。

本研究中MRI T1加權成像檢查結果顯示，TD 型及PIGD型患者均存在腦萎縮。PD 患者腦島灰質表面積相較于對照組顯著縮小，其中PIGD 型患者的左側腦島灰質體積及表面積均縮小，而TD 型患者未見該變化，提示PIGD 型為導致PD 患者腦島灰質萎縮的主要因素。相較于TD 型患者，非震顫型患者病情進展更快，發生認知損害、 情緒障礙的風險更高［6］。本研究中PIGD 型患者腦島灰質萎縮明顯，可能與該型患者認知損害、 語言流暢異常等癥狀發生率高有關。本研究中DTI 分析結果顯示，PD 患者DTI 參數的異常主要為丘腦齒狀核連接分區及黑質FA 值及AD 值均較高，而PIGD 型與TD 型患者的腦微結構差異主要體現在腦橋橫束、 中腦及小腦。FA 值反映水分子擴散的各向異性程度，AD 值反映水分子在平行于主方向上的擴散能力。PD 患者FA 值及AD 值升高的原因可能為白質核團體積萎縮導致相鄰白質纖維束侵入或存在其他隱匿性損傷。PIGD 型及TD 型的主要區別在于腦橋橫束、 小腦皮質及中腦的AD 值。中腦為腦橋及腦干的連接部位，發揮多種生理活動的神經傳導作用，其受損后可通過信號傳遞至延髓，產生步態障礙。腳橋核AD 值升高與姿勢不穩及步態困難密切相關，并且AD 值升高反映了腳橋核－丘腦膽堿能透射的退化［7］。本研究中PIGD 型患的AD 值較TD 型高，可解釋PIGD 型患者的主要癥狀為姿勢不穩／步態困難。

綜上所述，不同表型PD 患者的腦微結構存在差異，結合MRI T1及DTI 序列成像可有效鑒別TD 型及PIGD 型患者的腦微結構改變。