基于MRI人腦杏仁體的形態(tài)測(cè)量

張 華，黃小華，肖如輝，白桂芹，謝興國(guó)

（川北醫(yī)學(xué)院：1人體解剖學(xué)教研室；2附屬醫(yī)院放射科，四川南充 637007）

基于MRI人腦杏仁體的形態(tài)測(cè)量

張 華1，黃小華2，肖如輝2，白桂芹1，謝興國(guó)1

（川北醫(yī)學(xué)院：1人體解剖學(xué)教研室；2附屬醫(yī)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(guān)性，為與杏仁體形態(tài)改變相關(guān)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(cè)杏仁體體積、海馬結(jié)構(gòu)縱軸長(zhǎng)度、寬度、高度、側(cè)腦室顳角間距、顳葉鉤間距等指標(biāo)，分析杏仁體體積隨年齡變化的規(guī)律，探討各線性指標(biāo)是否與杏仁體體積存在相關(guān)性。結(jié)果：左、右側(cè)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(cè)體積小于右側(cè)（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(jié)構(gòu)縱軸長(zhǎng)度、寬度、高度、側(cè)腦室顳角寬度與杏仁體體積無顯著相關(guān)性。側(cè)腦室顳角間距、顳葉鉤間距與杏仁體體積呈負(fù)相關(guān)。結(jié)論：杏仁體體積左、右側(cè)及男、女差異顯著。側(cè)腦室顳角間距、顳葉鉤間距可作為杏仁體形態(tài)變化的初篩指標(biāo)。

杏仁體體積；年齡；線性指標(biāo)；MRI

杏仁體與海馬結(jié)構(gòu)位置密切，是邊緣系統(tǒng)的重要組成部分。在許多神經(jīng)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(fā)生改變，二者體積的準(zhǔn)確測(cè)量體積對(duì)神經(jīng)科學(xué)研究和臨床應(yīng)用具有重要意義，因此本課題組在對(duì)海馬結(jié)構(gòu)研究的基礎(chǔ)上再對(duì)杏仁體進(jìn)行進(jìn)一步的研究。本研究采用GE 3.0 T核磁共振儀對(duì)正常成人進(jìn)行掃描，探討杏仁體體積與性別、年齡的相關(guān)性以及海馬結(jié)構(gòu)等部分線性指標(biāo)與杏仁體體積的相關(guān)性，以期為相關(guān)疾病的診斷提供形態(tài)學(xué)依據(jù)。

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(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院進(jìn)行MRI的檢查者或體檢者。應(yīng)用隨機(jī)數(shù)字表法選取100例符合納入標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)：經(jīng)常規(guī)體檢未見異常；頭顱常規(guī)MR未見異常；無視聽覺障礙、語言或智力障礙；無神經(jīng)系統(tǒng)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(zhǎng)期服用能影響神經(jīng)系統(tǒng)藥物史。

采用GE 3.0 T核磁共振儀（美國(guó)）對(duì)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(jié)構(gòu)圖像。掃描參數(shù)：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(zhuǎn)角（FA）15°，層數(shù)156層，層厚1 mm，掃描連續(xù)無間隔。選取杏仁體等結(jié)構(gòu)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(cè)量

采用基于統(tǒng)計(jì)參數(shù)圖 （Statistical Parametric Mapping，SPM）的個(gè)體腦圖譜法（IBASPM）對(duì)杏仁體體積進(jìn)行測(cè)量。

線性測(cè)量指標(biāo)：顱腔前后徑、顱腔上下徑、顱腔左右徑、海馬結(jié)構(gòu)縱軸長(zhǎng)度、海馬結(jié)構(gòu)寬度、海馬結(jié)構(gòu)高度、側(cè)腦室顳角寬度、側(cè)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(lián)合中點(diǎn)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(jīng)前后徑的垂線與頂骨內(nèi)板的交點(diǎn)和枕骨大孔后緣的連線，海馬結(jié)構(gòu)寬度（高度）為海馬結(jié)構(gòu)縱軸中點(diǎn)處海馬結(jié)構(gòu)寬度（高度）測(cè)量值。

為了消除個(gè)體頭顱大小的影響，所得數(shù)據(jù)均進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。其公式為：

體積標(biāo)準(zhǔn)化值=（原始數(shù)據(jù)/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(biāo)準(zhǔn)化示意圖

1.3 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果

2.1 不同年齡、性別杏仁體體積比較

左、右側(cè)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(cè)小于右側(cè)（t=-9.713，P＜0.05）。男性左、右側(cè)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(biāo)準(zhǔn)化后采用Pearson相關(guān)分析顯示，女性右側(cè)杏仁體體積與年齡呈負(fù)相關(guān)（r=-0.324，P＜0.05）。組間比較男性組間差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （左側(cè)F=1.232，P >0.05；右側(cè)F=1.585，P>0.05）。女性左側(cè)組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=2.093，P>0.05），30~70歲的女性右側(cè)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(shù)10 10 10 10 10男性 女性左側(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(shì)圖（雙側(cè)）

2.2 杏仁體與周圍結(jié)構(gòu)的分析

Pearson相關(guān)性分析見表2，結(jié)果顯示：海馬結(jié)構(gòu)縱軸長(zhǎng)度、海馬結(jié)構(gòu)寬度、海馬結(jié)構(gòu)高度、側(cè)腦室顳角寬度與杏仁體體積無相關(guān)性。側(cè)腦室顳角間距、顳葉鉤間距與杏仁體體積呈負(fù)相關(guān)。

表2 杏仁體與周圍結(jié)構(gòu)的分析

3 討論

杏仁體位于側(cè)腦室下角前端的上方，屬于大腦邊緣系統(tǒng)的一部分，與內(nèi)臟、內(nèi)分泌活動(dòng)及情緒調(diào)節(jié)相關(guān)。目前報(bào)道的杏仁體體積測(cè)量結(jié)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(rèn)定、掃描所用MR場(chǎng)強(qiáng)大小以及分析方法不同有關(guān)[5]。潘克梗等[6]在研究1000名中國(guó)正常成人杏仁核體積高分辨力MRI測(cè)量報(bào)道左、右側(cè)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(guān)。Makris等在研究可卡因成癮者杏仁體體積變化時(shí)報(bào)道，正常對(duì)照組左、右側(cè)杏仁體體積分別為（1.75±0.06）、（1.52±0.06）cm3。本研究采用場(chǎng)強(qiáng)較高的GE 3.0 T核磁共振儀對(duì)健康成人進(jìn)行掃描，獲得的結(jié)果和上述研究較為接近。

杏仁體體積與年齡的關(guān)系尚存在爭(zhēng)議。Doty等[8]在研究雙相情感障礙中顯示，在實(shí)驗(yàn)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(duì)照組中無此發(fā)現(xiàn)。Sublette等[9]報(bào)道健康志愿者中，腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)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(jié)果顯示，女性右側(cè)杏仁體體積與年齡呈負(fù)相關(guān)（r＝-0.324，P＜0.05），女性左側(cè)杏仁體體積及男性杏仁體體積與年齡的相關(guān)性無統(tǒng)計(jì)學(xué)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(cè)差異存在爭(zhēng)議。Szeszko等[9]在研究強(qiáng)迫癥杏仁體體積改變時(shí)顯示，正常對(duì)照組中右側(cè)杏仁體體積大于左側(cè)，且杏仁體體積存在性別差異（男性＞女性，P＜0.05）。Sublette等[10]報(bào)道同時(shí)指出，在BDNF val66met攜帶者及非攜帶者中杏仁體體積的左右側(cè)差異顯著（右側(cè)＞左側(cè)，P＜0.05），性別差異不存在顯著性。錢學(xué)華等[11]研究杏仁體的測(cè)值顯示無性別差異及左、右側(cè)差異存在。本研究顯示：杏仁體體積左、右側(cè)差異顯著 （右側(cè)＞左側(cè)，P＜0.05）。男性左、右側(cè)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(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P值均大于0.05）。組間比較女性左側(cè)杏仁體體積差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P＞0.05），女性右側(cè)A組與B組、A組與C組、A組與E組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），其余各組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P值均大于0.05），提示杏仁體體積隨年齡的變化同時(shí)存在性別及側(cè)別差異。本研究與上述研究結(jié)果出現(xiàn)差異，測(cè)量方法的不一致、樣本量的不同等是其差異出現(xiàn)的可能原因。

杏仁體與海馬結(jié)構(gòu)同為邊緣系統(tǒng)的重要組成部分，前者關(guān)系情緒表現(xiàn)，后者與記憶有關(guān)，二者體積可在AD等神經(jīng)精神疾病人群中發(fā)生改變，其體積變化是此類疾病的重要觀測(cè)指標(biāo)。Baron等[12]研究顯示，與正常對(duì)照組相比，中度AD患者中杏仁體與海馬結(jié)構(gòu)等均發(fā)生結(jié)構(gòu)上的改變，灰質(zhì)密度均有不同程度減少。Laakso等[13]研究顯示，與正常對(duì)照組相比，早期AD患者海馬結(jié)構(gòu)體積顯著減少，杏仁體體積亦有減少，但無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。由于杏仁體毗鄰結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其定界標(biāo)志歷來存在較大爭(zhēng)議，加之成像場(chǎng)強(qiáng)不同及測(cè)量手段的不一樣，使得文獻(xiàn)報(bào)道的杏仁體體積差異較大。相比手動(dòng)測(cè)量體積等方式的耗時(shí)耗力，在臨床工作中可首先觀測(cè)與杏仁體體積相關(guān)的線性指標(biāo)，結(jié)合臨床癥狀再考慮是否進(jìn)行體積測(cè)量，以此提高診療效率。Pucci等[14]研究顯示，乳頭體層面左側(cè)海馬/海馬旁回復(fù)合體高度變化是AD診斷的可靠指標(biāo)。在某種情況下，其改進(jìn)后可作為AD診斷金標(biāo)準(zhǔn)及臨床試驗(yàn)的納入標(biāo)準(zhǔn)。江魁明[15]研究顯示，AD組海馬高度、顳角寬度線性測(cè)量與杏仁核體積測(cè)量呈顯著相關(guān)性（P＜0.01），提示其可作為杏仁體體積變化的初篩指標(biāo)。本研究顯示，側(cè)腦室顳角間距、顳葉鉤間距與杏仁體體積呈負(fù)相關(guān)，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(biāo)。

綜上所述，本研究通過測(cè)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(cè)及男、女差異顯著，同時(shí)提示側(cè)腦室顳角間距、顳葉鉤間距可作為杏仁體形態(tài)變化的初篩指標(biāo)，為AD等疾病的臨床診斷和研究提供了形態(tài)學(xué)依據(jù)。

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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