健康成人丘腦體積的磁共振研究*

張　華，謝興國△，黃小華，肖如輝，白桂芹（.川北醫(yī)學院人體解剖學教研室，四川南充63700；.川北醫(yī)學院附屬醫(yī)院放射科，四川南充637007）

健康成人丘腦體積的磁共振研究*

張華1，謝興國1△，黃小華2，肖如輝2，白桂芹1（1.川北醫(yī)學院人體解剖學教研室，四川南充637100；2.川北醫(yī)學院附屬醫(yī)院放射科，四川南充637007）

目的探討不同性別健康成人丘腦體積的正常參考值范圍，以及隨年齡變化的規(guī)律，尋找與丘腦體積改變相關的線性測量指標。方法選取2012年4月至2014年4月于川北醫(yī)學院附屬醫(yī)院進行磁共振成像（MRI）檢查、符合納入標準的100名志愿者作為研究對象，使用GE3.0T核磁共振儀3D BRAVO序列采集健康成人丘腦圖片資料，觀測丘腦體積、長度、寬度等指標，分析各線性測量指標與丘腦體積的相關性，以及丘腦體積隨年齡變化的規(guī)律。結果健康成人丘腦體積隨年齡增長而縮小。男性丘腦體積大于女性，右側大于左側，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。標準化后與丘腦體積相關程度最為密切的線性測量指標是丘腦長、寬及側腦室前角間距。結論丘腦體積存在性別及側別的差異，且隨年齡增長而縮小。丘腦長、寬及側腦室前角間距可作為丘腦體積變化的初篩指標。

磁共振成像；丘腦；參考值；年齡因素；成年人

丘腦屬于錐體外系的一部分，有研究表明，許多神經(jīng)、精神疾病如精神分裂癥［1］、多發(fā)性硬化［2］等患者的丘腦體積常發(fā)生變化。隨著年齡的增長，在生理情況下人丘腦體積通常也會發(fā)生改變。以往研究采用的磁共振成像（MRI）場強通常不高，分辨率較低［3-4］；且丘腦邊界劃分標準不一，使得所獲結果大多相差較大。本研究采用高場強核磁共振儀對健康成人頭顱進行掃描，探討丘腦形態(tài)隨年齡變化的規(guī)律；同時分別測量部分線性指標和體積指標并進行相關性分析，以期為相關疾病的診斷提供形態(tài)學依據(jù)。

1　資料與方法

1.1資料

1.1.1一般資料以2012年4月至2014年4月于川北醫(yī)學院附屬醫(yī)院進行MRI的檢查者或體檢者為研究對象，選取100名符合納入標準的志愿者納入本研究，其中男50名，平均年齡（45.4±14.7）歲；女50名，平均年齡（45.6±14.6）歲。100名志愿者按年齡段分為A組（20～30歲）、B組（＞30～40歲）、C組（＞40～50歲）、D組（＞50～60歲）、E組（＞60～70歲），每組20名，男女各半。

1.1.2納入標準［5］常規(guī)健康體檢未見異常、頭顱常規(guī)MRI檢查未見異常、無任何神經(jīng)系統(tǒng)疾病癥狀和體征者。

1.2方法

1.2.1MRI掃描使用GE3.0T核磁共振儀對受試者進行垂直于丘腦長軸的斜冠狀位掃描，采集序列為3D BRAVO，參數(shù)為回波時間3.2 ms、重復時間8.4 ms、反轉時間450 ms、掃描野24.0 mm、平均次數(shù)為1，掃描連續(xù)無間隔；層厚1 mm，矩陣224×224。頭部線圈為接收線圈，掃描范圍覆蓋全腦。掃描后所得數(shù)據(jù)傳入ADW4.2圖像處理工作站。

1.2.2基于圖譜的自動分割法測量丘腦體積線性測量指標包括丘腦長度、丘腦寬度、側腦室前角間距、顱腔前后徑、顱腔上下徑、顱腔左右徑等。其中顱腔前后徑為正中矢狀位圖像上經(jīng)過前后聯(lián)合的額極至枕極之間的距離，上下徑為正中矢狀位圖像上垂直于前后徑枕骨大孔后緣至顱頂內(nèi)板間的距離，左右徑為軸位圖像上垂直于前后聯(lián)合的顱骨內(nèi)板間的距離。

在Matlab 7.11平臺上采用基于統(tǒng)計參數(shù)圖（SPM）的個體腦圖譜法（IBASPM）進行丘腦體積測量。為消除個體頭顱大小的影響，所得數(shù)據(jù)均進行標準化。其公式為：體積標準化值=（原始數(shù)據(jù)/顱腔體積）×顱腔體積平均值；線性標準化值=原始數(shù)據(jù)×其中顱腔體積為顱腔前后徑、左右徑、上下徑之乘積。

1.3統(tǒng)計學處理應用SPSS19.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析，各線性指標與丘腦體積的相關性采用Pearson相關分析；計量資料以±s表示，男、女間顱腔體積比較采用獨立樣本t檢驗，左、右側的平均體積比較采用配對t檢驗。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2　結　果

2.1丘腦MRI測量數(shù)據(jù)健康成人標準化后丘腦體積男性大于女性，右側大于左側，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表1。丘腦體積與年齡呈負相關［男性：相關系數(shù)（r）=-0.471，P＜0.05；女性：r=-0.492，P＜0.05），見圖1。

表1　健康成人標準化后丘腦測量值（±s）

表1　健康成人標準化后丘腦測量值（±s）

注：與女性右側比較，aP＜0.05；與同性別左側比較，bP＜0.05。

測量項目　男性左側　右側女性左側　右側丘腦長度（mm）丘腦寬度（mm）側腦室前角間距（mm）33.44±2.42 16.96±1.27 32.97±2.48 17.07±1.30 33.13±2.84 16.55±1.59 32.52±2.52 16.28±1.24 33.08±2.91　31.75±2.96丘腦體積（mm3）3 542.81±596.033 703.48±570.01ab3 598.59±487.483 646.03±437.92b

圖1　丘腦體積隨年齡變化趨勢圖（雙側）

2.2丘腦體積與各線性測量指標的相關性標準化后丘腦長、寬及側腦室前角間距與丘腦體積呈正相關（r= 0.167、0.191、0.158，P=0.018、0.003、0.025）。

3　討　論

國內(nèi)外報道的丘腦體積差異較大。王躍華等［6］研究顯示，60歲以下組丘腦平均體積為（6089.66±105.13）mm3，60歲以上組為（5 799.92±106.58）mm3，60歲以上組丘腦體積較60歲以下組顯著縮小，其改變可能由人腦衰老所致。Mory等［7］通過研究成人肌陣攣性癲癇發(fā)現(xiàn)，健康對照組丘腦右側體積為（4 270±298）mm3，左側為（4 097± 415）mm3，右側大于左側。本研究與上述研究結果較為接近。

丘腦由許多重要核團組成，隨著年齡增長，不同部位核團的神經(jīng)元可能有所丟失，導致丘腦整體體積發(fā)生改變。Sullivan等［8］研究顯示，在男性和女性中，丘腦體積遞減率較為接近，與年齡的變化呈線性關系。Péran等［9］在關于丘腦、基底核體積和鐵含量的報道中指出，右側丘腦體積的減小與年齡呈負相關。本研究結果顯示，健康成人丘腦體積均與年齡呈負相關（男性r=-0.471，P＜0.05；女性r=-0.492，P＜0.05），即隨著年齡增大，丘腦總體積呈減小趨勢，與上述研究結果較為一致。因此，在臨床工作中，需考慮年齡等方面因素對丘腦體積的影響。

丘腦是最大的皮下接收站與中繼站，左、右側丘腦在執(zhí)行功能和理解、記憶等方面存在分工差異，其體積也略有不同。Sullivan等［8］通過研究性別和年齡對丘腦、腦橋體積的影響發(fā)現(xiàn)，標準化后丘腦等體積不存在性別差異，但右側大于左側，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。同時，Van Der Werf等［10］在研究健康人群丘腦體積變化與認知速度的關系中發(fā)現(xiàn)，在青年人中，丘腦體積與個體處理信息的速度相關；在老年人中，丘腦體積隨年齡增大而減小，可能與該類人群信息處理速度減小有關。但其研究顯示，丘腦體積無性別差異，左、右側比較，差異也無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。而馬帥等［11］采用大樣本研究顯示，男性左、右側丘腦體積均大于女性，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。本研究結果顯示，丘腦體積性別差異顯著，男性大于女性，右側大于左側，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），與馬帥等［11］的研究結果相近，但與Van Der Werf等［10］的結果有差異，說明測量方法、樣本量的不同等均可能使結果出現(xiàn)差異。

體積測量是對丘腦形態(tài)進行評估中使用較多的方法之一，能夠?qū)η鹉X整體形態(tài)進行評估，但其耗時、耗力且易受操作者主觀意識的影響，因此不利于臨床推廣應用。本研究設想首先進行丘腦的線性測量，并篩選與丘腦體積相關的顯著性指標，在臨床應用中若有必要再進行面積或體積測量，以此提高診療效率。Young等［12］研究顯示，精神分裂癥患者丘腦背中核團、腹前核團的萎縮可能與側腦室擴大相關。Cannon等［13］研究表明，精神分裂癥患者側腦室的擴大可能與丘腦等核團的縮小有關。本研究采集部分相關線性測量指標，并與丘腦體積進行相關性分析，結果顯示，丘腦長、寬及側腦室前角間距與丘腦體積呈正相關（P＜0.05）。結合上述研究，在臨床中或許可以考慮將丘腦長、寬及側腦室前角間距作為丘腦體積變化的初篩指標。

綜上所述，本研究采用高場強核磁共振儀獲得高分辨率圖像，通過測量健康成人丘腦獲得了丘腦體積的正常參考值，顯示丘腦體積存在性別及側別的差異，且隨年齡增長而縮小，為精神分裂癥等疾病的臨床診斷和研究提供了形態(tài)學依據(jù)。

［1］Buchmann A，Dentico D，Peterson MJ，et al.Reduced mediodorsal thalamic volume and prefrontal cortical spindle activity in schizophrenia［J］. Neuroimage，2014，102（Pt 2）：540-547.

［2］Tona F，Petsas N，Sbardella E，et al.Multiple sclerosis：altered thalamic resting-state functional connectivity and its effect on cognitive function［J］. Radiology，2014，271（3）：814-821.

［3］ Filippi M，Rocca MA，Pagani E，et al.Placebo-controlled trial of oral laquinimod in multiple sclerosis：MRI evidence of an effect on brain tissue damage［J］.J Neurol Neurosurg Psychiatry，2014，85（8）：851-858.

［4］ Janssen J，Aleman-Gomez Y，Reig S，et al.Regional specificity of thalamic volume deficits in male adolescents with early-onset psychosis［J］.Br J Psychiatry，2012，200（1）：30-36.

［5］Hughes EJ，Bond J，Svrckova P，et al.Regional changes in thalamic shape and volume with increasing age［J］.Neuroimage，2012，63（3）：1134-1142.

［6］王躍華，林志國，朱敏偉，等.中國人MRI立體定向丘腦數(shù)字化圖譜的研制［J］.立體定向和功能性神經(jīng)外科雜志，2008，21（2）：65-68.

［7］Mory SB，Betting LE，F(xiàn)ernandes PT，et al.Structural abnormalities of the thalamus in juvenile myoclonic epilepsy［J］.Epilepsy Behav，2011，21（4）：407-411.

［8］Sullivan EV，Rosenbloom M，Serventi KL，et al.Effects of age and sex on volumes of the thalamus，pons，and cortex［J］.Neurobiol Aging，2004，25（2）：185-192.

［9］Péran P，Cherubini A，Luccichenti G，et al.Volume and iron content in basal ganglia and thalamus［J］.Hum Brain Mapp，2009，30（8）：2667-2675.

［10］Van Der Werf YD，Tisserand DJ，Visser PJ，et al.Thalamic volume predicts performance on tests of cognitive speed and decreases in healthy aging.A magnetic resonance imaging-based volumetric analysis［J］.Brain Res Cogn Brain Res，2001，11（3）：377-385.

［11］馬帥，陳楠，郭玉林，等.基于高分辨率MRI的中國漢族正常成人丘腦體積測量［J］.中華放射學雜志，2012，46（7）：608-610.

［12］Young KA，Manaye KF，Liang C，et al.Reduced number of mediodorsal and anterior thalamic neurons in schizophrenia［J］.Biol Psychiatry，2000，47（11）：944-953.

［13］Cannon TD，van Erp TG，Huttunen M，et al.Regional gray matter，white matter，and cerebrospinal fluid distributions in schizophrenic patients，heir siblings，and controls［J］.Arch Gen Psychiatry，1998，55（12）：1084-1091.

Study on MRI of thalamus volume in healthy adults*

Zhang Hua1，Xie Xingguo1△，Huang Xiaohua2，Xiao Ruhui2，Bai Guiqin1（1.Department of Human Anatomy，North Sichuan Medical College，Nanchong，Sichuan 637000，China；2.Department of Radiology，Affiliated Hospital of North Sichuan Medical College，Nanchong，Sichuan 637007，China）

ObjectiveTo explore the normal reference ranges of thalamus volume in different sexes of healthy adults and their rule with the age change，and to search the linear measurement indicators related with thalamus volume.Methods100 volunteers undergoing MRI examination and conforming to the inclusion criteria in our hospital from April 2012 to April 2014 were selected as the research subjects.The 3D BRAVO sequence of GE3.0 T MRI instrument was used to collect the thalamus imaging in healthy adults.The indicators of thalamus volume，length，width，etc.were observed.The correlation between the various linear indicators with thalamus volume and the rule of thalamus volume with the age change were analyzed.ResultsThe thalamus volume in healthy adults was decreased with age increase.The thalamus volume in male was greater than that in female，the right side was greater than the left side，the differences were statistically significant（P＜0.05）.After standardization，the linear measurement indicators most closely related with thalamus volume were thalamus length，width and the distance between the anterior horns of lateral ventricle.ConclusionThe side difference and gender difference exist in thalamus volume，the thalamus volume is decreased with the age increase.The length，width of the thalamus and the distance between the anterior horns of lateral ventricle can serve as the preliminary screening indices for the thalamus volume change.

Magnetic resonance imaging；Thalamus；Reference values；Age factors；Adult

10.3969/j.issn.1009-5519.2016.01.007

A

1009-5519（2016）01-0019-02

川北醫(yī)學院科研發(fā)展計劃項目（CBY-13-A-QN36）。

張華（1986-），碩士研究生，主要從事臨床應用解剖學與斷層解剖學研究。

△，E-mail：xgxiejp@163.com。

（2015-10-12）