磁敏感加權(quán)成像測(cè)量腦鐵沉積在帕金森病中的臨床應(yīng)用

賀娟　呼日樂(lè)特木爾　韓曉東

[摘要] 目的 通過(guò)磁敏感加權(quán)成像技術(shù)（SWI）定量研究帕金森病（PD）腦鐵沉積，探討其臨床應(yīng)用價(jià)值。 方法 收集2010年6月～2016年6月于內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科診治的40例帕金森病患者為PD組，另選同期健康志愿者20例為對(duì)照組（NC組）。所有PD患者進(jìn)行Hoehn&Yahr分級(jí)，分期≤1.5為早期組（PD1組）23例，分期>1.5為中晚期（PD2組）組17例。采用3.0TMR系統(tǒng)對(duì)各組中腦核團(tuán)行常規(guī)MRI平掃和SWI序列掃描，分別測(cè)量各核團(tuán)位相值，并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較和相關(guān)性分析。 結(jié)果 PD組與NC組雙側(cè)尾狀核（CN）、蒼白球（GP）、雙側(cè)殼核（PU）、紅核（RN）、黑質(zhì)（SN）相位值比較均有所增加，提示有較多的鐵沉積。PD1組、PD2組與NC組中SN、GP和RN的相位值比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05），但三組PU、CN的相位值比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P > 0.05）；PD2組SN、GP、CN相位值與NC組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05），但PD1組與PD2組相位值比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P > 0.05）。 結(jié)論 SWI可反映腦內(nèi)鐵沉積，可以通過(guò)測(cè)量相關(guān)腦核團(tuán)信號(hào)強(qiáng)度并計(jì)算出相位值以評(píng)價(jià)腦鐵沉積，為PD患者的輔助診斷與治療提供一定幫助。

[關(guān)鍵詞] 磁敏感加權(quán)成像；帕金森?。昏F沉積

[中圖分類號(hào)] 742.5 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673-7210（2017）10（a）-0117-04

[Abstract] Objective To clinical value of iron deposition in brain of Parkinson disease （PD） by susceptibility weighted imaging （SWI）. Methods From June 2010 to June 2016， in Department of Neurology， Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University， 40 PD patients were selected as PD group， 20 healthy volunteers were enrolled into the control group （NC group） at the same time. All PD patients were graded by Hoehn&Yahr， stage≤1.5 as early phase group （PD1 group） 23 cases， stage > 1.5 as middle and advanced phase （PD2 group） 17 cases. brain nuclei of each group were examinated by MRI and SWI with 3.0TMR system， and the results were compared and analyzed. Results The phase values of caudate nucleus （CN）， globus pallidus （GP）， putamen （PU）， red nucleus （RN） and substantia nigra （SN） of patients in PD group increased compared with NC group， which indicated there was more iron deposits. The phase values of SN， GP and RN in PD1 group， PD2 group and NC group were compared， the differences were statistically significant （P < 0.05）， but the phase values of PU， CN in three groups were compared， the differences were not statistically significant （P > 0.05）； the phase values of SN， GP， CN in PD2 group were compared with NC group， the differences were statistically significant （P < 0.05）， but these in PD1 group and PD2 group were compared， the differences were not statistically significant （P > 0.05）. Conclusion SWI can reflect the iron deposition in the brain， and it can be used to evaluate the brain iron deposition by measuring the signal intensity of related brain nuclei and calculating the phase value. It can provide some help for diagnosis and treatment of the patients.

[Key words] Susceptibility-weighted Imaging； Parkinson disease； Deposition of iron

帕金森病（PD）又稱震顫麻痹，以靜止性震顫、肌張力增高、姿勢(shì)平衡障礙和運(yùn)動(dòng)遲緩為主要的臨床表現(xiàn)，是慢性進(jìn)行性以損害黑質(zhì)紋狀體通路為主的常見(jiàn)的中老年人神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病[1]。病理學(xué)改變與黑質(zhì)過(guò)量鐵沉積密切相關(guān)，研究發(fā)現(xiàn)其重要的病理機(jī)理可能是PD患者腦內(nèi)黑質(zhì)中過(guò)量鐵與過(guò)氧化氫反應(yīng)促進(jìn)自由基的生成及神經(jīng)無(wú)變性[2]，主要病理改變?yōu)楹谫|(zhì)多巴胺變性、壞死、丟失。在60歲以上的人群約有1%的人患有PD[3]。磁敏感加權(quán)成像技術(shù)（SWI）對(duì)腦內(nèi)鐵含量變化極其敏感，能清晰顯示腦鐵異常沉積部位的信號(hào)變化，可進(jìn)行鐵含量的檢測(cè)[4]。本研究通過(guò)SWI評(píng)價(jià)PD患者不同時(shí)期的腦鐵沉積變化，從而探討PD的發(fā)病機(jī)制及SWI在PD診治的臨床價(jià)值，現(xiàn)報(bào)道如下：endprint

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2010年6月～2016年6月就診于內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科診治的PD患者40例為PD組，男21例，女19例，均為右利手；年齡41～81歲，平均（63.2±14.9）歲，病程0.5～15年，平均（3.8±4.1）年；PD組以運(yùn)動(dòng)遲緩、靜止性震顫、肌張力增高和姿勢(shì)平衡障礙為主要癥狀，所有患者均符合英國(guó)帕金森病腦庫(kù)的診斷標(biāo)準(zhǔn)[5]，并排除有運(yùn)動(dòng)障礙等疾病家族史者以及由腦血管病、創(chuàng)傷、藥物、毒物等其他原因引起的帕金森綜合征者。按Hoehn&Yahr分期[6]，將分期≤1.5為早期組（PD1組）23例，分期>1.5為中晚期組（PD2組）組17例。另選取與PD組年齡相匹配，并經(jīng)臨床及磁共振檢查正常的健康對(duì)照者20例為對(duì)照組（NC組），其中男12例，女8例，年齡47～79歲，平均（56.4±9.3）歲，均無(wú)內(nèi)外科系統(tǒng)疾病，無(wú)其他不良嗜好及服藥史。兩組性別、年齡比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P > 0.05），具有可比性。

1.2 儀器與方法

1.2.1 使用GE Signal HDx 3.0T超導(dǎo)型磁共振掃描儀，8通道頭線圈作為接受和發(fā)射線圈，由同一位影像科醫(yī)生獨(dú)立進(jìn)行對(duì)所有研究對(duì)象的常規(guī)MRI檢查及SWI序列掃描。具體掃描參數(shù)如下：T1加權(quán)像軸位，層厚5 mm，間隔1.5 mm，重復(fù)時(shí)間（TR）=635 ms，回波時(shí)間（TE）= 24.5 ms，視野（FOV）：230 mm×230 mm，矩陣254×512；T2加權(quán)像軸位，層厚5 mm，間隔1.5 mm，TR = 4600 ms，TE = 110 ms，F(xiàn)OV 245×245，矩陣356×512；SWI采用完全流動(dòng)補(bǔ)償，三維梯度回波序列，成像參數(shù)TR 36.0 ms，TE 20.0 ms，F(xiàn)OV 240 mm，厚度1.5 mm，間距0 mm，翻轉(zhuǎn)角度15°，帶寬41.67 Hz，矩陣448×320。

1.2.2 在SWI圖像上測(cè)量數(shù)據(jù)。將掃描的原始圖像在工作站上處理為SWI圖像及相位圖像，并進(jìn)行定量計(jì)算。在工作站上的T1加權(quán)圖、T2加權(quán)圖、SWI圖上辨認(rèn)解剖結(jié)構(gòu)，分別在相對(duì)應(yīng)的相位圖上取感興趣區(qū)（ROI），分別測(cè)量雙側(cè)尾狀核（CN）、蒼白球（GP）、雙側(cè)殼核（PU）、紅核（RN）、黑質(zhì)（SN）的相位偏移值，每次測(cè)量時(shí)保證ROI大小一致，由2名有經(jīng)驗(yàn)的MRI專家采用雙盲法進(jìn)行圖像掃描和分析，并共同協(xié)商意見(jiàn)達(dá)成一致后確定完成。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS 13.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，多組間比較采用方差分析，兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料以率表示，采用χ2檢驗(yàn)。以P < 0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

在SWI校正相位圖上可以觀察到NC組雙側(cè)SN、CN、RN、GP、PU呈較均勻的低信號(hào)，各核團(tuán)形態(tài)飽滿，左右對(duì)稱，邊界清楚。與NC組比較，PD組灰質(zhì)核團(tuán)信號(hào)明顯降低，提示有異常鐵沉積（圖1～3）。PD組與NC組CN、GP、PU、RN、SN相位值比較均有所增加，提示有較多的鐵沉積。

PD1組、PD2組與NC組中SN、GP和RN的相位值比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05），但三組之間PU、CN的相位值比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P > 0.05）；PD2組患者與NC組SN、GP、CN相位值比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05），但PD1組與PD2組相位值之間比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P > 0.05）。見(jiàn)表1。

3 討論

近年來(lái)隨著MRI檢查技術(shù)和設(shè)備的快速發(fā)展，SWI對(duì)PD患者診斷、疾病發(fā)生機(jī)制、腦鐵代謝、疾病的治療和預(yù)后評(píng)估等方面帶來(lái)了新的希望。近期研究顯示[7]，PD患者腦內(nèi)鐵代謝的紊亂可引起腦內(nèi)某些核團(tuán)異常鐵沉積，成為PD患者做SWI檢查的理論基礎(chǔ)。SN是中腦中的主要合成腦內(nèi)多巴胺的最大的細(xì)胞核團(tuán)，由背側(cè)致密帶（SNc）和腹側(cè)網(wǎng)狀帶（SNr）組成，是調(diào)節(jié)機(jī)體運(yùn)動(dòng)的重要中樞[8]。黑質(zhì)、蒼白球及殼核富集最多腦內(nèi)多巴胺能神經(jīng)元，紋狀體和黑質(zhì)也是PD病變主要部位之一[9]。有文獻(xiàn)[10]報(bào)道PD患者的黑質(zhì)，特別是黑質(zhì)網(wǎng)狀致密帶的鐵沉積較正常人多，其含量多少考慮與患者運(yùn)動(dòng)功能障礙的嚴(yán)重程度有關(guān)；而且在腦組織中的不同部位鐵的含量也是不盡相同，含量也非均勻分布[11]。PD的病變與黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元變性、尾狀核殼核中多巴胺含量降低以及紋狀體通路破壞有關(guān)[12]。目前對(duì)PD的具體發(fā)病機(jī)制并不完全明確，但中腦的鐵異常沉積被認(rèn)為與PD的病理改變有關(guān)。PD患者黑質(zhì)、紅核、基底節(jié)在SWI幅度圖和校正相位圖上的信號(hào)明顯降低，這提示核團(tuán)有異常鐵沉積[13]。理論上鐵含量越高則相位值越低[14]，換言之PD患者腦鐵含量增加是造成相位值減低的主要原因。目前為止唯一能夠測(cè)量活體鐵含量的影像技術(shù)是磁敏感成像技術(shù)，SWI對(duì)鐵極其敏感，能夠提供鐵沉積的確切信息，有利于更準(zhǔn)確、無(wú)創(chuàng)、更快捷的診斷。腦鐵含量可通過(guò)測(cè)量相位值（CP值）間接反應(yīng)，從而研究PD發(fā)生發(fā)展中鐵的異常沉積和鐵過(guò)量所起到的作用[15]。PD患者黑質(zhì)鐵沉積增多，改變組織磁敏感性，引起相位值的降低，可以用來(lái)測(cè)量局部腦鐵的改變[16]。相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道[17]相位偏移值為0.276，則鐵含量約為60 μg/g，PD患者SN、PU、CN中鐵含量可通過(guò)過(guò)濾相位圖進(jìn)行量化分析。本研究應(yīng)用SWI，通過(guò)人工測(cè)量中腦各核團(tuán)相位值并進(jìn)行比較分析，探討其相關(guān)性，為PD患者的診斷及病程監(jiān)測(cè)提供有效的手段。

PD患者腦鐵含量增加主要引起相位值減低[18]。在本研究中，PD患者較正常人雙側(cè)CN、GP、雙側(cè)PU、RN、SN相位值有所增加，提示有較多的鐵沉積，說(shuō)明PD患者中腦內(nèi)鐵含量呈彌漫性增加，但各個(gè)區(qū)域增加的鐵含量不同，可能與MRI檢查設(shè)備、掃描參數(shù)、場(chǎng)強(qiáng)高低、ROI的選擇、樣本量及樣本條件、年齡、對(duì)解剖結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)、人員測(cè)量方法的差異等因素有關(guān)。PD患者與正常人SN、GP和RN相位值比較，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05），但PD患者與正常人PU、CN的相位值比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P > 0.05），與其他學(xué)者的研究結(jié)果相似[19]；中晚期PD患者與正常人SN、GP、雙側(cè)CN相位值比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05），但早期PD患者與中晚期PD患者相位值比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P > 0.05），說(shuō)明腦內(nèi)鐵增加與PD病情嚴(yán)重程度無(wú)關(guān)，可能與鐵含量沉積到一定程度才發(fā)病或鐵的異常沉積導(dǎo)致PD的機(jī)制有關(guān)，但鐵沉積不會(huì)隨病情發(fā)展而繼續(xù)顯著增加。但也有研究[20]表明，PD患者黑質(zhì)內(nèi)鐵含量較正常人高25%～100%，且黑質(zhì)鐵水平增加程度與PD病程相關(guān)成正比[21]，與本研究結(jié)果不同，當(dāng)然本研究的病例數(shù)較少，還有待進(jìn)一步的臨床觀察研究。endprint

綜上所述，SWI序列作為一種比較新的成像方法，可以較精確的測(cè)量并了解PD患者活體腦鐵異常沉積的情況，是一項(xiàng)簡(jiǎn)單、無(wú)創(chuàng)、安全、價(jià)廉、可重復(fù)、可行性高的手段，隨著成像技術(shù)的不斷發(fā)展，掃描時(shí)間會(huì)進(jìn)一步縮短，通過(guò)測(cè)量ROI的相位值，可以定量的了解PD患者腦組織的鐵含量，為臨床上PD的進(jìn)一步診斷治療提供可靠的依據(jù)。

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（收稿日期：2017-06-07 本文編輯：蘇 暢）endprint