不同年齡阿爾茨海默病患者腦核團(tuán)ADC值與年齡的相關(guān)性

張 聰，王曉明

(中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院放射科，遼寧 沈陽 110004)

圖1 ROI選擇示意圖 A.1、2為雙側(cè)尾狀核，3、4為雙側(cè)殼核; B.1、2為雙側(cè)紅核; C.1、2為雙側(cè)杏仁體，3、4為雙側(cè)海馬

DWI是反映細(xì)胞毒性水腫及細(xì)胞內(nèi)自由水活動(dòng)是否受限的無創(chuàng)MRI技術(shù)，ADC值可直接量化反映細(xì)胞受損狀況及水分子擴(kuò)散速度、范圍[1]。阿爾茨海默病(Alzheimer disease, AD)主要病理改變是淀粉樣β蛋白(amyloid beta-protein， Aβ)沉積及老年斑形成[2-4]，退變過程中氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生的自由基損害神經(jīng)元細(xì)胞，破壞突觸細(xì)胞正常傳遞過程，影響細(xì)胞內(nèi)水分子的運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散。研究[5]發(fā)現(xiàn)腦組織急性細(xì)胞毒性水腫病變時(shí)ADC值降低，亞急性或慢性病變ADC值增高，即組織內(nèi)水分子擴(kuò)散速度增高。本研究測量AD患者左右兩側(cè)海馬、杏仁體、殼核、尾狀核、紅核的ADC值，分析上述部位ADC值與患者年齡的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 一般資料 募集我院2014年11月—2018年7月經(jīng)臨床確診的30例AD患者(AD組)，男16例，女14例，年齡55～85歲，平均(68.0±9.8)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：符合美國國立神經(jīng)病學(xué)、語言交流障礙和卒中研究所-老年性癡呆及相關(guān)疾病學(xué)會(huì)診斷指標(biāo)；簡易智力狀況評(píng)分為8～20分；常規(guī)頭顱MRI未發(fā)現(xiàn)脫髓鞘、腔隙性或大面積腦梗死等；排除標(biāo)準(zhǔn)：肝功能、腎功能障礙；葉酸、維生素B12缺乏；帕金森病、慢性肺阻塞性疾病及其他原因引起的癡呆。擇同期30名健康志愿者為對照組，男14名，女16名，年齡53～83歲，平均(66.0±9.6)歲；均無神經(jīng)系統(tǒng)及全身系統(tǒng)性疾病；經(jīng)2名從事5年以上中樞神經(jīng)系統(tǒng)放射診斷工作的影像科醫(yī)師觀察MRI未見腦內(nèi)異常。2組受檢者均為右利手，均知情同意并簽署知情同意書。本研究經(jīng)過我院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(批號(hào)：2018PS16K)。按年齡將2組各分為6個(gè)亞組，即55～59歲(n=3)、60～64歲(n=4)、65～70歲(n=9)、71～74歲(n=5)、75～80歲(n=6)及>80歲(n=3)亞組。

1.2 儀器與方法 采用Philips Ingenia 3.0T MR儀，頭部8通道相控陣線圈。囑受檢者仰臥，保持靜止?fàn)顟B(tài)；掃描時(shí)佩戴耳塞，固定線圈。掃描參數(shù)：T1W FSE序列，TR 80 ms，TE 2.1 ms，F(xiàn)OV 230 mm×180 mm，矩陣512×512，層厚6.5 mm；T2W FSE序列，TR 3 000 ms，TE 110.49 ms，F(xiàn)OV 240 mm×180 mm，矩陣512×512，層厚6.5 mm；DWI采用軸位掃描，TR 31.00 ms，TE 2 500 ms，F(xiàn)OV 230 mm×230 mm，矩陣175×175，層厚6.5 mm，空間分辨力1.3 mm×1.3 mm×6.5 mm，掃描時(shí)間31 s。

1.3 圖像后處理 采用Philips EDW 4.0工作站，對掃描所得相位信息進(jìn)行后處理，獲得DWI圖像。參照T1WI、T2WI在相位圖中勾畫ROI，分別測量ADC值。由3名放射科醫(yī)師在解剖結(jié)構(gòu)清晰的最大層面采用多邊形測量工具共同手動(dòng)測量雙側(cè)尾狀核、雙側(cè)殼核、雙側(cè)紅核、雙側(cè)杏仁體、雙側(cè)海馬的ADC值，見圖1；同一部位重復(fù)測量3次，取平均值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 23.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。以單樣本K-S檢驗(yàn)行正態(tài)性分析，數(shù)據(jù)均服從正態(tài)分布，以±s表示；經(jīng)方差同質(zhì)性檢驗(yàn)，數(shù)據(jù)均符合方差齊性。采用配對t檢驗(yàn)比較2組相同位置左右側(cè)ADC值；以獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較2組相同年齡亞組各核團(tuán)的ADC值。對AD組和對照組不同年齡亞組的海馬、紅核、尾狀核、杏仁體、殼核的ADC值采用單因素方差分析進(jìn)行比較，兩兩比較采用LSD法；對AD組不同核團(tuán)左右側(cè)ADC值與年齡進(jìn)行Pearson相關(guān)分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 ADC值 AD組紅核左、右側(cè)ADC值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-2.567，P=0.022)。2組組內(nèi)雙側(cè)海馬、尾狀核、杏仁體、殼核ADC值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

AD組不同年齡亞組間右側(cè)海馬、雙側(cè)尾狀核、右側(cè)殼核ADC值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)， 75～80歲亞組與71～74歲亞組(t=-2.505)和55～59歲亞組與60～64歲亞組(t=-2.624)右側(cè)海馬、>80歲亞組與75～80歲亞組左側(cè)(t=-3.418)和右側(cè)(t=-3.239)尾狀核、65～70歲亞組與71～74歲亞組右側(cè)尾狀核(t=2.404)、>80歲亞組與75～80歲亞組(t=-2.695)和65～70歲亞組與71～74歲亞組(t=-2.799)右側(cè)殼核ADC值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)，余亞組兩兩比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。見表1、2。

對照組不同年齡亞組各核團(tuán)ADC值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。見表1、2。

表1 2組不同年齡亞組左側(cè)各核團(tuán)ADC值的比較(×10-3 mm2/s，±s)

表1 2組不同年齡亞組左側(cè)各核團(tuán)ADC值的比較(×10-3 mm2/s，±s)

組別 海馬紅核尾狀核杏仁體殼核AD組0.98±0.130.69±0.160.79±0.220.81±0.180.82±0.27 55～59歲亞組(n=3)0.95±0.100.69±0.030.78±0.100.78±0.090.77±0.13 60～64歲亞組(n=4)1.06±0.020.71±0.080.79±0.070.81±0.090.79±0.05 65～70歲亞組(n=9)0.97±0.200.69±0.130.78±0.080.83±0.160.85±0.09 71～74歲亞組(n=5)1.00±0.060.71±0.140.77±0.030.81±0.080.78±0.07 75～80歲亞組(n=6)1.01±0.110.70±0.080.77±0.050.79±0.080.91±0.18 >80歲亞組(n=3)0.90±0.070.64±0.010.98±0.020.85±0.050.72±0.13 F值0.7040.7948.1670.8332.622 P值0.6240.564<0.0010.5390.050對照組0.89±0.230.67±0.070.72±0.070.81±0.110.68±0.11 55～59歲亞組(n=3)0.88±0.090.64±0.100.75±0.030.77±0.030.74±0.05 60～64歲亞組(n=4)0.85±0.010.69±0.050.72±0.070.81±0.050.69±0.04 65～70歲亞組(n=9)0.95±0.180.66±0.070.72±0.060.80±0.040.70±0.15 71～74歲亞組(n=5)0.89±0.060.67±0.100.73±0.120.81±0.050.67±0.06 75～80歲亞組(n=6)0.85±0.140.67±0.040.70±0.080.88±0.040.66±0.07 >80歲亞組(n=3)0.86±0.100.70±0.010.75±0.030.70±0.010.72±0.04 F值1.5760.8610.33912.1072.267 P值0.2530.5210.8840.0990.080

表2 2組不同年齡亞組右側(cè)各核團(tuán)ADC值的比較(×10-3 mm2/s，±s)

表2 2組不同年齡亞組右側(cè)各核團(tuán)ADC值的比較(×10-3 mm2/s，±s)

組別海馬紅核尾狀核杏仁體殼核AD組0.95±0.040.73±0.170.79±0.300.82±0.150.79±0.20 55～59歲亞組(n=3)0.82±0.030.73±0.020.79±0.090.83±0.140.71±0.13 60～64歲亞組(n=4)0.92±0.060.74±0.120.71±0.040.81±0.060.71±0.04 65～70歲亞組(n=9)0.91±0.060.79±0.110.74±0.050.83±0.110.76±0.09 71～74歲亞組(n=5)0.91±0.110.73±0.020.80±0.130.84±0.100.75±0.09 75～80歲亞組(n=6)0.97±0.100.66±0.040.75±0.070.83±0.070.85±0.10 >80歲亞組(n=3)1.01±0.100.69±0.060.96±0.130.87±0.020.87±0.12 F值4.2070.8243.6960.6404.256 P值0.0070.5450.0130.6720.007對照組0.87±0.200.71±0.690.71±0.120.80±0.070.69±0.13 55～59歲亞組(n=3)0.84±0.090.72±0.030.74±0.020.75±0.030.67±0.02 60～64歲亞組(n=4)0.81±0.100.71±0.100.72±0.060.82±0.070.68±0.05 65～70歲亞組(n=9)0.91±0.160.71±0.120.71±0.110.81±0.040.68±0.14 71～74歲亞組(n=5)0.89±0.060.69±0.080.68±0.040.81±0.070.66±0.04 75～80歲亞組(n=6)0.85±0.120.72±0.030.69±0.070.79±0.120.68±0.11 >80歲亞組(n=3)0.83±0.120.71±0.080.71±0.070.82±0.050.68±0.12 F值1.1950.0271.1721.1220.242 P值0.3411.0000.3520.3750.940

圖2 右側(cè)海馬和殼核、雙側(cè)尾狀核ADC值與年齡的相關(guān)性散點(diǎn)圖 A.右側(cè)海馬; B.右側(cè)殼核; C.左側(cè)尾狀核; D.右側(cè)尾狀核

圖3 雙側(cè)紅核、左側(cè)海馬、左側(cè)殼核和雙側(cè)杏仁體ADC值與年齡的相關(guān)性散點(diǎn)圖 A.右側(cè)紅核; B.左側(cè)紅核; C.左側(cè)海馬; D.左側(cè)殼核; E.左側(cè)杏仁體; F.右側(cè)杏仁體

AD組與對照組之間，左右側(cè)海馬(t=3.183、2.903)、殼核(t=4.984、4.592)及尾狀核(t=3.726、3.180)ADC值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)，且2組65～70歲亞組(t=3.133)和71～74歲亞組(t=4.444)右側(cè)海馬，65～70歲亞組(t=19.961)、71～74歲亞組(t=3.118)、75～80歲亞組(t=6.386)及>80亞組(t=16.086)右側(cè)殼核ADC值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)；見表1、2。

2.2 相關(guān)性分析 右側(cè)海馬(r=0.615，P<0.001，圖2A)、右側(cè)殼核(r=0.653，P=0.001，圖2B)及雙側(cè)尾狀核(左側(cè)：r=0.397，P=0.030；右側(cè)：r=0.429，P=0.020；圖2C、2D)ADC值與年齡存在正相關(guān)，雙側(cè)紅核ADC值(左側(cè)：r=-0.158，P=0.404；右側(cè)：r=-0.236，P=0.210；圖3A、3B)、左側(cè)海馬(r=-0.05，P=0.790；圖3C)、左側(cè)殼核(r=-0.035，P=0.860；圖3D)及雙側(cè)杏仁體(左側(cè)：r=0.019，P=0.920；右側(cè)：r=0.119，P=0.530；圖3E、3F)ADC值與年齡無相關(guān)性。

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn)AD組右側(cè)海馬、右側(cè)殼核及雙側(cè)尾狀核ADC值與年齡存在正相關(guān)，即隨年齡增長，ADC值呈增長趨勢。腦組織隨年齡增長不斷老化，神經(jīng)元退變并逐漸減少，伴隨脫髓鞘及軸突變形，細(xì)胞間隙增寬，水分子活動(dòng)增加，導(dǎo)致ADC值升高[6]。水分子活動(dòng)增加不僅僅在于神經(jīng)元數(shù)量減少，而是以大神經(jīng)元體積減小為著[7]。突觸傳遞功能受損也是影響細(xì)胞間隙的主要原因，突觸傳遞蛋白減少，傳遞頻率減低[8-9]，均可導(dǎo)致水分子擴(kuò)散速率增加，ADC值增高。Alicioglu等[10-12]報(bào)道，灰質(zhì)皮層下ADC值相對穩(wěn)定；本研究選取灰質(zhì)核團(tuán)保證ADC值相對準(zhǔn)確性，結(jié)果表明AD患者右側(cè)海馬、右側(cè)殼核及雙側(cè)尾狀核ADC值與年齡存在一定相關(guān)性。雖然AD組左側(cè)海馬、左側(cè)殼核及雙側(cè)杏仁體與年齡無明顯相關(guān)，但雙側(cè)杏仁體隨年齡增長有增加趨勢，這在一定程度上反映出AD患者杏仁體存在腦老化及神經(jīng)元退變現(xiàn)象。設(shè)立對照組的目的在于驗(yàn)證AD患者ADC值變化是因突觸功能受損、神經(jīng)元改變所產(chǎn)生水分子活動(dòng)變化而來，以排除年齡增長的影響。本研究2組65～70歲亞組和71～74歲亞組右側(cè)海馬、65～70歲、71～74歲、75～80歲及>80歲亞組ADC值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示>65歲的AD患者Aβ沉積及老年斑形成更為顯著，加速氧化自由基產(chǎn)生，進(jìn)而影響突觸傳遞功能，導(dǎo)致ADC值改變[2-4]。

本研究AD組雙側(cè)紅核ADC值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，右側(cè)ADC值偏高，提示紅核神經(jīng)組織呈不對稱性退變。夏爽等[13]認(rèn)為右側(cè)紅核的鐵含量大于左側(cè)，左右兩側(cè)腦鐵含量存在不對稱性；也有學(xué)者[14]認(rèn)為可能與多巴胺系統(tǒng)及人腦偏側(cè)運(yùn)動(dòng)優(yōu)勢有關(guān)。常學(xué)斌[15]提出小腦通路輸出纖維具有對稱性，但額葉、頂葉、顳葉輸入通路具有不對稱性，由此可推斷小腦參與活動(dòng)的不對稱性。

此外，Wang等[16]發(fā)現(xiàn)ADC值與AD病情嚴(yán)重程度相關(guān)，患者簡易智力狀況檢查評(píng)分越低，ADC越高，右側(cè)紅核ADC值高于左側(cè)，推測AD累及右側(cè)腦內(nèi)核團(tuán)更嚴(yán)重。本研究發(fā)現(xiàn)AD患者雙側(cè)紅核ADC值與年齡無相關(guān)性，ADC值隨年齡增加呈降低趨勢，與江帆等[17]的結(jié)果相矛盾，可能原因在于后者的研究對象為20～77歲正常體檢者，分為青年、中年及老年組，對各組間ADC值進(jìn)行比較。關(guān)于紅核ADC值與年齡的關(guān)系仍需進(jìn)一步探討。

本研究2組之間左右側(cè)海馬、殼核、尾狀核ADC值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示水分子運(yùn)動(dòng)在相應(yīng)核團(tuán)位置較為敏感。海馬的主要功能是記憶與學(xué)習(xí)，檢測海馬改變可能為早期預(yù)防、檢測AD提供有效幫助[18]。研究[19-20]證實(shí)殼核和尾狀核是AD患者鐵沉積主要部位，以殼核較為明顯，表明殼核與尾狀核是疾病易感區(qū)域，除檢測海馬ADC值外，還可檢測殼核和尾狀核。本研究中，與AD密切相關(guān)的杏仁體[21-22]的ADC值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，原因除測量方法及手段差異外，杏仁體參與腦內(nèi)大部分的神經(jīng)傳導(dǎo)功能，對于神經(jīng)元萎縮及突觸傳遞障礙較其他核團(tuán)敏感性略差，水分子運(yùn)動(dòng)仍有少許限制。

本研究的不足主要在于AD組各亞組內(nèi)樣本量不均，隨患者年齡增大，較難排除由腦梗死或其他基礎(chǔ)疾病造成的癡呆；且年長AD患者依從性較差，掃描過程中難以配合，也是造成年齡分組不均的原因。

綜上所述，AD患者右側(cè)海馬和殼核、雙側(cè)尾狀核ADC值隨年齡增加而增大；ADC值可為臨床預(yù)測和早期診斷AD腦內(nèi)右側(cè)海馬和殼核、雙側(cè)尾狀核神經(jīng)退行性病變提供參考。