MRI測量中國漢族不同性別正常成人枕葉體積

秦 菡，陳 楠，李坤成*

(1.首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院放射科，北京 100053；2．北京市石景山區(qū)婦幼保健院放射科，北京 100040)

隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，在診斷腦疾病等臨床實踐及腦功能機(jī)制研究中，經(jīng)常需要參考正常腦組織結(jié)構(gòu)的影像學(xué)信息。枕葉是人類的視覺中樞。枕葉病變可導(dǎo)致視覺功能障礙，如視野缺失、視力下降及皮質(zhì)性失明等，還可引發(fā)認(rèn)知缺陷、記憶缺陷和運(yùn)動障礙[1]，如部分阿爾茨海默病(Alzheimer disease, AD)患者認(rèn)知障礙表現(xiàn)為無明顯視力缺陷而存在枕部萎縮[2]。目前枕葉研究多關(guān)注其功能[3-5]，對形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀察較少。既往由于采集方式多樣、納入標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一及圖像后處理方法不同等因素，導(dǎo)致MRI研究活體大腦組織結(jié)果差異較大。本研究采用MRI測量中國漢族健康成年人枕葉體積，觀察不同性別及不同側(cè)別枕葉體積的差異及其與年齡的相關(guān)性，為中國漢族人“標(biāo)準(zhǔn)腦”研究和臨床應(yīng)用提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料 采用系統(tǒng)抽樣法，于中國漢族健康成年腦數(shù)據(jù)庫中隨機(jī)選取200名志愿者，男、女性各100名，年齡18～70歲，平均(45.2±14.4)歲；將其按年齡分為5組(第1組18～30歲、第2組31～40歲、第3組41～50歲、第4組51～60歲及第5組61～70歲)，每組40名，男、女性各20名，采集頭部MRI。納入及排除標(biāo)準(zhǔn)見參考文獻(xiàn)[6]。本課題經(jīng)首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)，并于臨床試驗注冊中心注冊(注冊號ChiCTR-RNC-00000128)，所有志愿者均自愿參加，并簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用Siemens Sonata 1.5T超導(dǎo)型MR儀，標(biāo)準(zhǔn)頭部線圈。掃描序列包括三維磁化預(yù)備梯度回波序列T1W等[7]，掃描參數(shù)見參考文獻(xiàn)[6]。掃描結(jié)束后將所有數(shù)據(jù)傳至圖像處理工作站進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。采用MRICRO軟件(Chris Ronden1.2.9.0)對大腦進(jìn)行三維重組，以矢狀位圖像為主要測量切面(圖1)，動態(tài)移動三維圖像上的重組坐標(biāo)，借助橫軸位及冠狀位圖像共同確認(rèn)枕葉邊界(圖2)。參照神經(jīng)解剖學(xué)圖譜及國內(nèi)外文獻(xiàn)[8-9]，在神經(jīng)影像學(xué)及解剖專家指導(dǎo)下制定枕葉邊界標(biāo)準(zhǔn)：內(nèi)側(cè)面頂枕溝以后部分為枕葉(包括楔葉和舌回)，距狀溝與頂枕溝交點(diǎn)為顳葉內(nèi)側(cè)面的后界；外側(cè)面為枕外裂到枕前切跡(枕極前方約4 cm)的連線，為枕葉前界；底面為顳葉內(nèi)側(cè)面后界和枕前切跡的連線后方，為枕葉。橫斷面圖像中，頂枕溝在前聯(lián)合至胼胝體壓部的1～2個層面上首次出現(xiàn)，在扣帶回頂部信號消失。由1名具有3年神經(jīng)系統(tǒng)影像學(xué)診斷經(jīng)驗的醫(yī)師于前連合(anterior commissure, AC)后緣中點(diǎn)至后連合(posterior commissure, PC)前緣中點(diǎn)連線的(AC-PC)正中矢狀位圖像上逐層手動勾畫雙側(cè)枕葉邊界，確定ROI，之后測量軟件自動計算其體積。

對測得的枕葉體積進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。由同一名影像科醫(yī)師逐層手動勾畫全腦實質(zhì)ROI，軟件自動計算全腦體積，排除蛛網(wǎng)膜下腔內(nèi)腦脊液的影響。標(biāo)準(zhǔn)化處理公式[10]：V標(biāo)=V實×M均/M實(V標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)化處理后的枕葉體積，V實為實際測得的枕葉體積，M均為全部受檢者腦容積的平均值，M實為每名受檢者的腦容積)。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 20.0統(tǒng)計分析軟件。以x±s表示符合正態(tài)分布的計量資料，采用配對t檢驗比較左、右側(cè)枕葉體積的差異，以獨(dú)立樣本t檢驗比較不同性別枕葉體積的差異；以Pearson相關(guān)分析觀察枕葉體積與年齡的相關(guān)性；采用雙因素方差分析觀察性別及年齡對枕葉體積的影響。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同性別和側(cè)別枕葉體積比較 正常成人枕葉體積為(105.37±10.41)cm3，標(biāo)準(zhǔn)化后為 (105.44±9.20)cm3。標(biāo)準(zhǔn)化前男性、女性枕葉體積[(111.34±9.15)cm3、 (99.38±7.85)cm3]及標(biāo)準(zhǔn)化后男性、女性枕葉體積[(111.39±7.31)cm3、(99.48±6.72)cm3]差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(t=9.91、12.01，P均<0.05)。標(biāo)準(zhǔn)化前、后，不同性別之間左、右側(cè)枕葉體積差異均有統(tǒng)計學(xué)意義；標(biāo)準(zhǔn)化前、后，男性左、右側(cè)枕葉體積及女性左、右側(cè)枕葉體積差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，見表1。

2.2 枕葉體積與年齡的關(guān)系 標(biāo)準(zhǔn)化前，男性、女性枕葉體積與年齡無明顯相關(guān)(r=-0.01、0.18，P=0.90、0.08)；標(biāo)準(zhǔn)化后，男性、女性枕葉體積亦與年齡無明顯相關(guān)(r=0.05、0.01,P=0.64、0.92)，見圖3。

2.3 性別及年齡對枕葉體積的影響 性別及年齡對枕葉體積的影響不存在交互作用。標(biāo)準(zhǔn)化前、后，不同性別間枕葉體積差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(F=98.45、142.31，P均<0.05)，不同年齡組之間枕葉體積差異無統(tǒng)計學(xué)意義(F=1.37、1.09，P均>0.05)。

3 討論

枕葉位于大腦后端，主要功能包括處理視覺信息、識別聽覺空間和動作感覺等。其中枕中回主要負(fù)責(zé)視覺運(yùn)動加工及空間分析，楔葉處理視覺信息，舌回參與視覺記憶加工，楔葉與舌回共同構(gòu)成視覺信息處理中心[11]。枕葉與鄰近頂葉及顳葉間的連接對大腦整體功能有重要作用,顳枕-枕骨交界處(temporo-parieto-occipital, TPO)是一個復(fù)雜腦區(qū)，有各種白質(zhì)纖維通過，涉及多種高級神經(jīng)功能，如語言識別、閱讀寫作、計算和符號處理及視覺記憶等。分析大腦枕葉的解剖結(jié)構(gòu)和體積變化規(guī)律，將有助于了解枕葉與周圍頂葉及顳葉等腦組織的毗鄰關(guān)系，對認(rèn)識大腦老化過程亦有很大幫助。

目前采用MRI測量腦體積的方法主要有基于體素的形態(tài)學(xué)測量(voxel-based morphometry, VBM)和手動勾畫ROI。VBM是基于三維體素的全腦測量法，操作簡單、可重復(fù)性好且耗時少，但其分割效果欠佳，難以顯示微小結(jié)構(gòu)和辨認(rèn)個體腦溝回解剖變異，選擇手工勾畫ROI的測量方法結(jié)果更準(zhǔn)確[12]。本研究于全國15家大型教學(xué)醫(yī)院以多中心協(xié)作方式采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)采集的3 000名18～70歲健康成人中隨機(jī)選取200名，以手動勾畫ROI方式測得中國漢族健康成人枕葉體積為(105.44±9.20)cm3，略大于ALLEN等[13]的結(jié)果，可能與東西方人種差異有關(guān)。

表1 標(biāo)準(zhǔn)化前、后不同性別及側(cè)別枕葉體積比較(cm3)

圖1 顱腦矢狀位MRI A～D.勾畫枕葉邊界示意圖，紅線區(qū)域為枕葉邊界 圖2 顱腦MRI 軸位MRI(A)輔助確定矢狀位MRI(B)枕葉邊界示意圖

圖3 標(biāo)準(zhǔn)化前、后，不同性別大腦枕葉體積與年齡關(guān)系的散點(diǎn)圖

本研究結(jié)果表明，枕葉體積與年齡無明顯相關(guān)，提示在大腦老化過程中枕葉體積并無明顯萎縮，與既往研究[13-15]結(jié)果一致，推測與大腦進(jìn)化過程中枕葉體積與其他區(qū)域相比相對穩(wěn)定有關(guān)。本研究中男性枕葉體積大于女性。BURGALETA等[16]發(fā)現(xiàn)男性大腦體積大于女性，推測枕葉體積也符合此規(guī)律。

本研究的主要局限性：①采用人工手動測量，工作量較大，對觀察者的專業(yè)知識要求高；②未對枕葉皮層進(jìn)行分區(qū)測量。

綜上所述，中國健康成年人枕葉體積男性大于女性，雙側(cè)枕葉體積基本一致。枕葉體積不易隨年齡增長而出現(xiàn)萎縮。