經(jīng)顱彩色多普勒超聲對帕金森病早期診斷的研究

張 玲 周鵬翔 符 穎 陳曉旭 周欣彤

帕金森病(Parkinson disease ,PD) 又稱震顫麻痹，研究表明PD患者黑質(zhì)鐵增加對超聲波反射形成特定的圖像起重要作用［1］，隨著超聲設(shè)備及信號(hào)處理技術(shù)的進(jìn)步，超聲檢查中圖像分辨率不斷提高，采用經(jīng)顱彩色多普勒超聲(transcranial Doppler sonography，TCS)檢查中腦和黑質(zhì)等腦深部結(jié)構(gòu)可以獲得高分辨率圖像。應(yīng)用TCS技術(shù)檢測帕金森病(PD)患者中腦黑質(zhì)，了解其成像的特異性表現(xiàn)，初步探討該技術(shù)在我國帕金森病患者診斷中的臨床價(jià)值。本研究依據(jù)PD患者黑質(zhì)回聲增強(qiáng)這一超聲特異性表現(xiàn)結(jié)合醫(yī)學(xué)圖像分析軟件，通過對灰度值的測定，對PD患者黑質(zhì)病變進(jìn)行定量分析，旨在為PD的早期診斷提供客觀依據(jù)。

方 法

1.一般資料

選擇我院神經(jīng)內(nèi)科診斷為帕金森?。≒D）的患者作為研究對象，PD的標(biāo)準(zhǔn)診斷均符合2006年中華醫(yī)學(xué)會(huì)神經(jīng)病學(xué)分會(huì)運(yùn)動(dòng)障礙及帕金森病學(xué)組的診斷[2]，存在運(yùn)動(dòng)減少及至少下列特征之一：肌肉僵直、靜止性震顫或姿勢不穩(wěn)（非原發(fā)性視覺、前庭、小腦及本體感受功能障礙造成）。按照病程對患者進(jìn)行分組，5年內(nèi)PD患者30例定義為5Y-PD組，其中年齡48～78歲，男16人，女14人；10年以上PD患者33例定義為10Y-PD組，其中年齡58～83歲，平均男18人，女15人；同期選擇無PD家族史，且排除帕金森綜合征及其他錐體外系疾病的年齡與性別相匹配的健康志愿者35例定義為對照組，其中年齡57～80歲，男18人，女17人。排除標(biāo)準(zhǔn)：明確的腦卒中、腦外傷和腦炎史；癡呆、精神疾病、腦病及其他嚴(yán)重的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病病前曾應(yīng)用抗精神藥物；多巴胺耗竭藥或明確神經(jīng)毒素接觸史。

2.檢查方法

2.1 儀器：應(yīng)用荷蘭Philips IE33型彩色多普勒超聲診斷儀，應(yīng)用醫(yī)學(xué)圖像分析軟件,采用MATLAB 平臺(tái)，麥克奧迪數(shù)碼醫(yī)學(xué)圖像分析系統(tǒng)(Motic Med 6.0，北京麥克奧迪圖像技術(shù)有限公司生產(chǎn)) 軟件。應(yīng)用S5-1探頭（頻率1～5MHz），設(shè)置穿透深度14～16cm，動(dòng)態(tài)范圍45～55dB，圖像亮度及時(shí)間增益補(bǔ)償根據(jù)需要調(diào)整。

圖1 黑質(zhì)定量分析軟件。圖2 手工描記黑質(zhì)回聲增強(qiáng)區(qū)。

2.2 方法：首先沿眶聽線軸向掃描中腦水平橫斷面，中腦位于圖像的中間部位。正常情況下，蝴蝶狀的中腦除中線部位的腦干中縫核和導(dǎo)水管呈強(qiáng)回聲外，一般表現(xiàn)為相對均質(zhì)的低回聲，周圍環(huán)繞的腳間池為強(qiáng)回聲。感興趣區(qū)(ROI) 以直徑0.3～0.5 cm的圓形進(jìn)行選取，避開異常強(qiáng)回聲，用“手動(dòng)分析”測得該區(qū)域的平均灰度值，并以大腦左右半球相同部位的平均灰度值作為回聲強(qiáng)度的量化指標(biāo)。所有入組患者均為雙側(cè)顳窗至少一側(cè)透聲良好，結(jié)構(gòu)顯示尚清晰，面積包絡(luò)完整者，從該側(cè)取得的圖像進(jìn)行兩側(cè)黑質(zhì)(SN)回聲信號(hào)的評(píng)定 (見圖1，2)。

3.統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 13.0分析軟件，所有計(jì)量數(shù)據(jù)均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)分析法。

結(jié) 果

1.灰度值在PD病人中，與年齡、性別、病程做相關(guān)分析

灰度值與年齡無顯著相關(guān)性（r=0.019，P=0.849）；灰度值與性別無顯著相關(guān)性（r=0.032，P=0.753）；灰度值與病程呈顯著正相關(guān)（r=0.903，P=0.000）（見圖3）。

2.對照組與5Y-PD組、10Y-PD組灰度值比較

對照組與5Y-PD組、10Y-PD組灰度值比較中，病程越長、灰度值越高（見表1，圖4）。

表1 對照組與5Y-PD組、10Y-PD組灰度值比較

圖3 灰度值與年齡相關(guān)分析。

圖4 對照組與5Y-PD組、10Y-PD組灰度值比較。

討 論

帕金森病 是最常見的神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病之一，其特點(diǎn)是進(jìn)行性黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元變性缺失及路易小體形成［3］。隨著對PD患者發(fā)病機(jī)制、發(fā)病過程的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為PD在出現(xiàn)臨床癥狀之前已存在器質(zhì)性病變。Becker 等［4］在1995年首次報(bào)道PD患者經(jīng)顳窗行TCS 檢查可見中腦黑質(zhì)區(qū)回聲增強(qiáng)這一特異性表現(xiàn)，并且有研究對TCS證實(shí)黑質(zhì)回聲增強(qiáng)的正常人進(jìn)行隨訪，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)在2年的隨訪中被診斷為PD。

目前黑質(zhì)回聲增強(qiáng)原因尚不明確，一項(xiàng)對黑質(zhì)回聲增強(qiáng)的人群和黑質(zhì)回聲正常的人群的頭部MRI進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)黑質(zhì)回聲增強(qiáng)人群在MRI上的T 2信號(hào)延長[5]，這表明黑質(zhì)回聲增強(qiáng)可能與鐵含量有關(guān)。Riederer等［6]還發(fā)現(xiàn)這種鐵蛋白水平的增高與PD病程的進(jìn)展相一致，在PD的病程早期，鐵的增高最初定位于DA能神經(jīng)元的黑色素顆粒上。根據(jù)超聲成像原理，圖像中回聲強(qiáng)弱的不同所反映的是各像素灰度值的不同，如果將所選定的某一區(qū)域中的每個(gè)像素點(diǎn)上的灰度數(shù)字化并加權(quán)平均, 就可以得出該區(qū)域的平均灰度值，其大小反映的是所測區(qū)域的組織密度及組織含量[7]。在中腦區(qū)域中，蝴蝶狀中腦除中線部位的腦干中縫核和導(dǎo)水管呈強(qiáng)回聲外，一般表現(xiàn)為相對均質(zhì)的低回聲，周圍環(huán)繞的腳間池為強(qiáng)回聲，而新月形的黑質(zhì)正常情況下為均質(zhì)低回聲，當(dāng)出現(xiàn)鐵蛋白反映在圖像上為回聲增強(qiáng)，以往對于回聲強(qiáng)度的判斷僅通過肉眼觀察，會(huì)造成一定的主觀判斷誤差；本研究應(yīng)用麥克奧迪數(shù)碼醫(yī)學(xué)圖像分析系統(tǒng)(Motic Med 6.0，北京麥克奧迪圖像技術(shù)有限公司生產(chǎn))，利用數(shù)碼圖像分析軟件進(jìn)行灰度值測定，這一技術(shù)一方面融入MRI 的后期計(jì)算機(jī)處理技術(shù)，使得超聲顯像更清晰，另一方面超聲定量分析目前已應(yīng)用于臨床檢查, 主要是進(jìn)行灰度值測定。國外有將灰度值測定用于肩部和股部肌肉特性的研究［8］，國內(nèi)有用于肝臟疾病和心肌病變的定量研究報(bào)道［9］，本研究對PD患者的中腦的黑質(zhì)致密部進(jìn)行手動(dòng)勾畫，可測得輪廓范圍內(nèi)面積及輪廓范圍內(nèi)的平均像素值（灰度值）。PD病程在5年內(nèi)、10年以上，與健康對照組比較，二者與健康對照組有顯著性差異。此結(jié)果與大多數(shù)研究一致，本研究也支持SN強(qiáng)回聲的程度與患者的性別、年齡無關(guān)［10］，但通過對灰度值的測量得出回聲強(qiáng)度與病程的呈明顯正相關(guān)（r=0.903，P=0.000），這與以往Gaenslen 等［11］的一項(xiàng)研究不但證實(shí)PD患者TCS檢查見中腦黑質(zhì)回聲增強(qiáng)這一特性，同時(shí)發(fā)現(xiàn)黑質(zhì)回聲不隨病程進(jìn)展而發(fā)生改變［11］相矛盾，這說明圖像實(shí)際測量的灰度值與肉眼判斷有一定的差異。通過灰度值的測定在一定程度上可以將肉眼判斷差別不大的黑質(zhì)回聲增強(qiáng)區(qū)分開來，對于減少操作者主觀判斷造成的誤差更有意義?；叶戎档臏y定可以預(yù)測PD的發(fā)生、發(fā)展程度，對于臨床早期干預(yù)，加強(qiáng)監(jiān)測具有重要意義。在正常對照組與病變組比較中，正常組為中等偏低回聲、灰度值均在118.67±4.89；而病變組灰度值5年內(nèi)136.34±7.751，10年以上150.27±6.44。通過肉眼判斷得到的黑質(zhì)回聲是否異常的結(jié)論與灰度值測定結(jié)果有一致性, 但亦存在差異, 對照組的灰度值范圍與病例組的灰度值范圍存在部分交疊, 除實(shí)驗(yàn)誤差外, 考慮圖像實(shí)際灰度值與肉眼判斷有一定的差異。在5年內(nèi)、10年以上比較中黑質(zhì)灰度值的差異，可能是黑質(zhì)部位多巴胺能神經(jīng)元丟失或軸突功能受損以及小膠是黑質(zhì)體積較小，且易受到橋前池腦脊液的影響，導(dǎo)致該處細(xì)胞纖維排列和結(jié)構(gòu)紊亂，意味著細(xì)胞功能異常的狀態(tài)仍在持續(xù), 進(jìn)而發(fā)生壞死、凋亡的細(xì)胞增多, 發(fā)生軟化和鈣化的機(jī)會(huì)增加, 后期遺留神經(jīng)功能損傷的機(jī)會(huì)就更大, 損傷就嚴(yán)重, 臨床癥狀也更明顯。也為PD的疾病嚴(yán)重程度的評(píng)估提供了研究方向，因此在黑質(zhì)程度判斷時(shí), 超聲灰度值分析有重要意義，在正常組與病例組對照中可以得出黑質(zhì)回聲越強(qiáng)、灰度值越高、患者病情嚴(yán)重程度越重。由于灰度值會(huì)因儀器之間的差別、參數(shù)的設(shè)定、操作者的手法等因素的影響而不同, 故本實(shí)驗(yàn)所有入選患者均采用同一臺(tái)超聲儀、同一操作者, 在保持超聲參數(shù)條件相同的情況下。

TCS對PD的診斷高敏感性及特異性，超聲灰度值定量的分析，因此有必要使其成為PD的常規(guī)檢查，并可應(yīng)用于大規(guī)模的人群篩查，使易患人群得以實(shí)施早期干預(yù)，從而更好地改變PD的預(yù)后。本文將進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量，更加廣泛認(rèn)識(shí)提高PD早期診斷的準(zhǔn)確度。

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