R2*值在姿勢(shì)異常步態(tài)障礙亞型帕金森病異質(zhì)性中的研究?jī)r(jià)值*

王波，陳渝暉，任麗香，馬莎，李洪亮，陳婧，吳昆華

（云南省第一人民醫(yī)院，云南 昆明 650032）

R2*值在姿勢(shì)異常步態(tài)障礙亞型帕金森病異質(zhì)性中的研究?jī)r(jià)值*

王波，陳渝暉，任麗香，馬莎，李洪亮，陳婧，吳昆華

（云南省第一人民醫(yī)院，云南 昆明 650032）

目的 采用3.0T ESWAN定量測(cè)量不同運(yùn)動(dòng)障礙亞型帕金森病（PD）與正常對(duì)照組額葉白質(zhì)區(qū)和灰質(zhì)核團(tuán)的R2*值，研究R2*值在姿勢(shì)異常步態(tài)障礙（PIGD）亞型PD異質(zhì)性中的診斷價(jià)值。方法 對(duì)122例PD及122例年齡、性別相匹配的正常對(duì)照組進(jìn)行常規(guī)序列和ESWAN掃描。對(duì)122例PD進(jìn)行運(yùn)動(dòng)障礙評(píng)分和臨床分型，根據(jù)主要運(yùn)動(dòng)癥狀分為PIGD亞型PD（59例）和震顫亞型PD（63例）兩型。經(jīng)后處理在R2*圖像上分別測(cè)量左右側(cè)額葉白質(zhì)區(qū)、紅核、黑質(zhì)網(wǎng)狀帶、黑質(zhì)致密帶、尾狀核頭、殼核、蒼白球和丘腦的R2*值，并將所獲得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果 正常對(duì)照組在蒼白球的R2*值最高，其次為黑質(zhì)網(wǎng)狀帶、紅核，額葉白質(zhì)區(qū)的R2*值最低。PIGD亞型PD與正常對(duì)照組在黑質(zhì)致密帶的R2*值比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；余感興趣區(qū)的R2*值比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)論 PIGD亞型PD在黑質(zhì)致密帶的腦鐵異常沉積較正常對(duì)照組明顯，R2*值有助于PIGD亞型的診斷。

帕金森病；運(yùn)動(dòng)障礙亞型；異質(zhì)性；腦鐵沉積

帕金森?。╬arkinson's disease，PD）是中、老年人較為常見(jiàn)的慢性神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病，依據(jù)運(yùn)動(dòng)障礙分為姿勢(shì)異常、步態(tài)障礙（postural instability and gait disorder，PIGD）亞型PD和震顫亞型PD，PIGD亞型PD相對(duì)于震顫亞型PD患者往往伴隨較嚴(yán)重的認(rèn)知缺陷[1-2]，且兩型的首發(fā)癥狀、病情進(jìn)展程度、異動(dòng)癥及智能障礙的發(fā)生率與早晚等比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，前者運(yùn)動(dòng)功能惡化速度較快，且需要高劑量左旋多巴維持治療，生活質(zhì)量受到的影響較大[3]；但目前對(duì)該臨床異質(zhì)性的病理、生化等基礎(chǔ)變化尚不明了[4-5]。本課題應(yīng)用增強(qiáng)梯度回波T2加權(quán)血管成像（enhanced gradient echo T2star-weighted angiogra phy，ESWAN）的R2*值測(cè)量來(lái)探討PIGD亞型PD腦鐵沉積的部位，以及腦內(nèi)鐵沉積與PD發(fā)病和進(jìn)展之間的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 臨床資料及分組

1.1.1 PD組 選取2011年1月-2015年12月本院122例PD患者。男性67例，女性55例；其中PIGD亞型PD 59例（男性36例，女性23例），震顫亞型PD 63例（男性31例，女性32例）。平均年齡60.49歲（30～83歲），平均病程3.02年（0.5～20.0年）。按照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)組在《中華神經(jīng)科雜志》刊發(fā)的中國(guó)帕金森病診斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行診斷[6]。并且排除帕金森綜合征和帕金森疊加綜合征的患者。所有患者為右利手，對(duì)多巴胺藥物有效。

1.1.2 正常對(duì)照組 選取與PD組年齡、性別相匹配的健康志愿者122例作為研究對(duì)象。所有入選者為右利手，無(wú)神經(jīng)系統(tǒng)、精神疾病病史，無(wú)代謝性疾病及可能影響神經(jīng)系統(tǒng)的系統(tǒng)性疾患。實(shí)驗(yàn)前受試者均被告知相關(guān)事宜并取得同意。

1.2 分組標(biāo)準(zhǔn)

在停藥12 h后對(duì)PD組進(jìn)行帕金森病綜合評(píng)分量表評(píng)分和Hoehn-Yahr分級(jí)，依據(jù)震顫亞型相關(guān)8項(xiàng)平均分與姿勢(shì)異常、步態(tài)障礙亞型相關(guān)5項(xiàng)平均分的比值進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分型[7]。震顫亞型PD：比值≥1.5或姿勢(shì)異常、步態(tài)障礙平均分為0；PIGD亞型PD：比值≤1.0及或震顫亞型平均分為0。

1.3 掃描方法

1.3.1 MRI的掃描 采用GE Signa HDXt 3.0T超導(dǎo)型磁共振儀（美國(guó)通用電氣公司）和8通道顱腦線圈（美國(guó)通用電氣公司）。掃描參數(shù)有：橫軸位SE T2WI（TR/TE：2 820/111 ms）；FLAIR SE T1WI（TR/TE：1 777～1 823/26.8 ms，TI：860 ms）；FLAIR SE T2WI （TR/TE：8 002/146～153 ms，TI：2 000～2 250 ms）。ESWAN橫軸位：Oblic 3D Mode，F(xiàn)SPGR，TR/TE：68.2 ms/6.06、13.44、20.81、28.18、35.55、42.92、50.30 和57.67 ms，層厚/層間距：2/0 mm，翻轉(zhuǎn)角20°，NSA：1，F(xiàn)OV：24 mm，Bandwith 31.25，距陣416×356。

1.3.2 R2*圖像后處理及R2*值的測(cè)量 掃描完成后在aw 4.4工作站的Functool軟件對(duì)ESWAN強(qiáng)度和相位的信息進(jìn)行圖像后處理，得到相位圖、幅值圖及R2*圖像。在相位圖、幅值圖上剔除基底節(jié)區(qū)并發(fā)鈣化的患者，全部數(shù)據(jù)由2位MRI醫(yī)師使用多邊形測(cè)量工具，分別測(cè)量得出雙側(cè)額葉白質(zhì)區(qū)、紅核、黑質(zhì)網(wǎng)狀帶、黑質(zhì)致密帶、尾狀核頭、殼核、蒼白球和丘腦的R2*值，并取其均值以盡可能減少人為誤差，不同意見(jiàn)共同協(xié)商達(dá)成一致意見(jiàn)。見(jiàn)圖1～3。

圖1 R2*圖像上雙側(cè)額葉白質(zhì)區(qū)的測(cè)量示意圖

圖2 R2*圖像上雙側(cè)黑質(zhì)網(wǎng)狀帶、黑質(zhì)致密帶、紅核的測(cè)量示意圖

圖3 R2*圖像上雙側(cè)尾狀核頭、殼核、蒼白球及丘腦的測(cè)量示意圖

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

數(shù)據(jù)分析采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，用t檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 PIGD亞型PD、震顫亞型PD分別與正常對(duì)照組各感興趣區(qū)的腦鐵含量比較

正常對(duì)照組在蒼白球的R2*值最高，其次為黑質(zhì)網(wǎng)狀帶、紅核，額葉白質(zhì)區(qū)的R2*值最低，說(shuō)明正常對(duì)照組蒼白球腦鐵含量最高，其次為黑質(zhì)網(wǎng)狀帶、紅核，額葉白質(zhì)區(qū)的腦鐵含量最少。除PIGD亞型PD與正常對(duì)照組在黑質(zhì)致密帶的R2*值比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）外，余感興趣區(qū)的R2*值比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），說(shuō)明PIGD亞型PD較正常對(duì)照組在黑質(zhì)致密帶有異常腦鐵沉積見(jiàn)表1、2。

表1 PIGD亞型PD與正常對(duì)照組各感興趣區(qū)的R2*值比較 （±s）

表1 PIGD亞型PD與正常對(duì)照組各感興趣區(qū)的R2*值比較 （±s）

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表2 震顫亞型PD與正常對(duì)照組各感興趣區(qū)的R2*值比較 （±s）

表2 震顫亞型PD與正常對(duì)照組各感興趣區(qū)的R2*值比較 （±s）

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2.2 PIGD亞型PD與震顫亞型PD各感興趣區(qū)的腦鐵含量比較

表3 PIGD亞型PD與震顫亞型PD各感興趣區(qū)的R2*值比較 （±s）

表3 PIGD亞型PD與震顫亞型PD各感興趣區(qū)的R2*值比較 （±s）

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3 討論

3.1 ESWAN的R2*值檢測(cè)腦鐵含量的可靠性及可行性

在正常的生理?xiàng)l件下，鐵只有很少的一部分以游離鐵的形式存在于體內(nèi)，而絕大部分是與鐵蛋白、轉(zhuǎn)鐵蛋白相結(jié)合存在的。由于鐵蛋白具有較大的磁化率，增加局部磁場(chǎng)不均勻性，導(dǎo)致彌散相位不能很快重聚，使得R2*增加，并隨鐵含量升高而呈線性增加[8-9]。ESWAN序列是在常規(guī)磁敏感加權(quán)成像（sus ceptibility weighted imaging，SWI）序列的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)

PIGD亞型PD與震顫亞型PD在各感興趣區(qū)的R2*值比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（見(jiàn)表3）。而成，采用多回波采集技術(shù)，所得圖像是多個(gè)TE時(shí)間的回波加權(quán)平均圖像，得到的相位圖、T2*圖及R2*圖，有更高的信噪比（signal to noise ratio，SNR）及對(duì)比噪聲比[10]。與常規(guī)SWI方法對(duì)比，ESWAN提高磁敏感性、空間分辨率、SNR，降低化學(xué)位移偽影[11]；且ESWAN檢查方便、易行，掃描時(shí)間不長(zhǎng)[12]，腦水含量、腦組織結(jié)構(gòu)及周?chē)M織磁敏感性對(duì)R2*值影響較小[13]。因此筆者通過(guò)測(cè)量腦內(nèi)結(jié)構(gòu)的R2*值，便可反映腦鐵沉積的分布規(guī)律，為了解腦內(nèi)鐵沉積分布、測(cè)量和觀察其變化，提供一種無(wú)創(chuàng)的活體檢測(cè)方法。

局部磁場(chǎng)的不均勻是ESWAN用來(lái)顯示腦鐵分布的基本原理[14-15]。ESWAN采用的是薄層三維容積掃描，較常規(guī)磁共振檢查能更清晰地顯示腦內(nèi)深部核團(tuán)的細(xì)微形態(tài)和解剖結(jié)構(gòu)[16]，為本課題的測(cè)量提供較好的圖像質(zhì)量，得到的數(shù)據(jù)就更為準(zhǔn)確。

3.2 腦鐵的分布及含量

鐵是腦組織新陳代謝所必需的微量元素之一，參與體內(nèi)氧氣運(yùn)輸、細(xì)胞的有氧代謝活動(dòng)等多項(xiàng)重要的生理功能。鐵為許多重要酶能夠發(fā)揮正常功能提供基礎(chǔ)，并且參與髓鞘中脂質(zhì)和膽固醇的合成[17]。不同的腦細(xì)胞攝取鐵的能力不一致，并且在不同腦區(qū)鐵的密度亦不同，因而腦鐵的分布具有不均衡性[18]，說(shuō)明不同腦區(qū)對(duì)鐵的需求量不同形成不同的功能區(qū)，尤其是蒼白球與黑質(zhì)網(wǎng)狀部的鐵含量最多，反應(yīng)鐵在錐體外系具有重要意義。SPATZ[19]于1922年采用Perls染色法首先進(jìn)行腦鐵含量的系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)人體腦鐵分布不一致，深部核團(tuán)最高，皮質(zhì)次之，白質(zhì)最低。隨后HALLGREN等[20]對(duì)81例死者腦標(biāo)本的組織化學(xué)分析亦得出類似結(jié)果，錐體外系腦鐵濃度最高，其次是灰質(zhì)，白質(zhì)最低。本課題的研究亦發(fā)現(xiàn)，在蒼白球腦鐵含量最高，其次為黑質(zhì)網(wǎng)狀帶、紅核，額葉白質(zhì)區(qū)的鐵含量最少，與文獻(xiàn)報(bào)道一致[19-21]。

3.3 腦鐵代謝紊亂與中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病

據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，許多中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病與腦鐵代謝異常密切相關(guān)[8]。部分研究者在對(duì)PD和阿爾茨海默病（alzheimer’s disease，AD）患者進(jìn)行尸體解剖及腦組織鐵沉積定量檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)元死亡與腦鐵沉積呈正相關(guān)[22]。鄭興友等[23]對(duì)30例AD與30例正常對(duì)照組進(jìn)行掃描，后得出AD患者腦內(nèi)多部位的R2*值出現(xiàn)改變，左側(cè)海馬的R2*值與MMSE評(píng)分存在相關(guān)性，可以用來(lái)評(píng)估AD患者病程變化。

3.4 PIGD亞型PD的診斷與腦鐵沉積的異常增加、病理性沉積的部位

PD的診斷主要依據(jù)臨床癥狀、體征及對(duì)多巴胺制劑的治療敏感性確診，誤診難以避免。據(jù)SNYDER等[24]對(duì)近期兩組臨床-病理系列研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)神經(jīng)?？漆t(yī)師根據(jù)臨床癥狀、體征及對(duì)左旋多巴治療敏感確診的PD患者，尸解的診斷正確率最終僅有85%?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)外要對(duì)PD的亞型做出準(zhǔn)確的診斷、治療更是難以達(dá)到，尚需尋找更敏感的特異性指標(biāo)。

目前大量尸檢、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和病理生理研究證實(shí)，腦鐵在深部灰質(zhì)核團(tuán)的異常沉積、增加與PD具有密切的相關(guān)性，尤以黑質(zhì)致密帶的腦鐵含量更為明顯?？赡芘c黑質(zhì)鐵增加誘導(dǎo)自由基產(chǎn)生、介導(dǎo)氧化應(yīng)激損傷，導(dǎo)致黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元凋亡有關(guān)[25]。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，PIGD亞型PD患者的多巴胺神經(jīng)元的凋亡和病情進(jìn)展等較震顫亞型PD嚴(yán)重[26]。因此ROSENB ER-KATZ等[26]提出2種亞型可能存在不同的發(fā)病機(jī)制，震顫亞型PD與丘腦部位的損傷關(guān)系更為密切，而PIGD亞型PD黑質(zhì)-紋狀體通路多巴胺神經(jīng)元損傷更為嚴(yán)重。其中PIGD亞型PD中腦黑質(zhì)神經(jīng)元的丟失比震顫亞型PD患者明顯，而丘腦、下丘腦、腦橋及前運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)代謝在震顫亞型PD明顯，黑質(zhì)致密帶神經(jīng)元丟失的數(shù)量與癡呆發(fā)生率、程度相關(guān)性密切。另外迷走神經(jīng)背核、Meynert核、藍(lán)斑、下丘腦后外側(cè)及邊緣葉等黑質(zhì)外結(jié)構(gòu)損傷，多巴胺、腎上腺及膽堿能等系統(tǒng)的神經(jīng)遞質(zhì)受累，導(dǎo)致PD臨床的異質(zhì)性特點(diǎn)[27-28]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，PIGD亞型PD與正常對(duì)照組在黑質(zhì)致密帶存在腦鐵異常沉積，而在其他感興趣區(qū)腦鐵沉積比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，病理、生化改變可能類似。推測(cè)PIGD亞型PD存在不同的病理、生化改變，為其個(gè)體化的治療奠定一定的基礎(chǔ)，尤其為外科手術(shù)靶點(diǎn)選擇提供依據(jù)。

目前采用ESWAN的R2*值檢測(cè)PD腦鐵含量的有關(guān)報(bào)道較少，而且未對(duì)PIGD亞型PD進(jìn)一步研究。本研究未對(duì)PIGD亞型PD的左右兩側(cè)、病情輕重及病程長(zhǎng)短進(jìn)一步細(xì)化分析，因此尚需擴(kuò)大樣本量進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)化研究。

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R2*value quantitative study on postural instability and gait disorder-dominant Parkinson's disease*

Bo Wang,Yu-hui Chen,Li-xiang Ren,Sha Ma,Hong-liang Li,Jing Chen,Kun-hua Wu
(The First People's Hospital of Yunnan Province,Kunming,Yunnan 650032,China)

Objective To quantitatively analyze the iron deposition in deep brain gray nucleus and frontal white matter between different movement disorder subtypes of Parkinson's disease (PD)and control subjects, and to evaluate its correlation with age using ESWAN(enhanced gradient echo T2 star-weighted angiography) with 3.0 Tesla scanner,and investigate the diagnostic value of the R2*value on the clinical heterogeneity of PIGD-dominant PD.Methods 122 patients with PD and 122 control subjects were analyzed with routine sequences and ESWAN sequences by 3.0T MR.122 cases (male 67,female 55)who have PD were divided into PIGD-dominant PD (n=59)and tremor-dominant PD (n=63)group.The R2*value was measured in both sides of frontal white matter (FWM),red nucleus (RN),substantia nigra pars reticulate(SNr),substantia nigra pars compacta(SNc),putamen(PUT),globus pallidus(GP),head of caudate nucleus(CN)and thalamus (THA),and was statistically analyzed.Results The R2*value of GP was the highest,followed by the SNr and RN.The lowest R2*value was seen in the FWM.The R2*value was significant reduced in SNc of PIGD-dominant PD compared with the control subjects group (P＜0.05).There were no statistical differences in others regions (P＞0.05).Conclusions The abnormal brain iron deposition is significant reduced in SNc of PIGD-dominant PD compared with the control subjects group.The R2*value can help to diagnose PIGD-dominant PD.

parkinson's disease;movement disorder subtypes;heterogeneity;brain iron deposition

R742.5

A

10.3969/j.issn.1005-8982.2017.05.014

1005-8982（2017）05-0068-05

2016-07-24

云南省教育廳重點(diǎn)項(xiàng)目（No：2015Z052）；云南省臨床重點(diǎn)?？普n題；云南省第一人民醫(yī)院“昆華·奧新”科技計(jì)劃（No：2014DS008）

吳昆華，E-mail：wukunhua@hotmail.com；Tel：13608817635