3.0 T MR非高分辨 ESWAN上黑質(zhì)“燕尾征”在帕金森病診斷中的價(jià)值

劉太元，白巖，馬瀟越，馬倫，史大鵬，竇社偉，王梅云

3.0 T MR非高分辨 ESWAN上黑質(zhì)“燕尾征”在帕金森病診斷中的價(jià)值

劉太元，白巖，馬瀟越，馬倫，史大鵬，竇社偉，王梅云*

目的 應(yīng)用3.0 T磁共振常規(guī)多回波采集T2三維梯度回波序列(enhanced gradient echo T2 star weighted angiography, ESWAN)觀察黑質(zhì)核團(tuán)1的存在與否在診斷帕金森病 (parkinson’s disease, PD)中的價(jià)值。材料與方法 回顧性分析58例PD病人和年齡相匹配的364例對(duì)照組病人的ESWAN圖像，根據(jù)黑質(zhì)核團(tuán)1能否在ESW AN序列上顯示出來，即是否存在“燕尾征”，將被試區(qū)分為PD病人和非PD病人，并對(duì)其準(zhǔn)確性進(jìn)行分析。結(jié)果 PD病人組58例病人中，55例無“燕尾征”(94.83%)，3例不確定；364例對(duì)照組病人中，344例表現(xiàn)出“燕尾征”(94.51%)。采用“燕尾征”來區(qū)分PD病人和非PD病人的敏感性為95%，特異性為91%。結(jié)論 3.0 T磁共振成像常規(guī)ESWAN序列上黑質(zhì)“燕尾征”的缺失，是一種簡(jiǎn)單、可靠的診斷PD的新方法。

磁共振成像；燕尾征；帕金森病

Received 9 Jan 2016, Accepted 4 M ar 2016

ACKNOW LEDGM ENTSThis w ork w as part o f National Natural Science Foundation (No. 31470047, 81271565); Henan Province Scientific and Technological Innovation Talents Project.

帕金森病(parkinson’s disease, PD)又稱震顫麻痹，是一種以靜止性震顫、運(yùn)動(dòng)遲緩、肌張力增高和姿勢(shì)平衡障礙為典型臨床表現(xiàn)、黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元進(jìn)行性缺失為主要病理變化的進(jìn)行性神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病[1]。目前對(duì)PD的診斷多依賴患者的病史、臨床表現(xiàn)及對(duì)多巴胺類藥物的反應(yīng)[2]，缺乏客觀依據(jù)。應(yīng)用于PD的影像學(xué)的檢查方法主要包括MRI、PET和SPECT等。運(yùn)用核醫(yī)學(xué)的方法診斷PD病人敏感性高，但由于花費(fèi)高，有一定的輻射，并且區(qū)分PD病的不同進(jìn)展階段的能力有限，因此臨床工作中很少采用。而常規(guī)磁共振成像僅能顯示腦結(jié)構(gòu)變化，缺乏影像學(xué)特異性表現(xiàn)，很難診斷PD。新的MRI檢查方法如磁化傳遞成像(magnetization transfer imaging, MTI)、擴(kuò)散張量成像(diffusion tensor imaging, DTI)和功能磁共振成像(function magnetic resonance imaging, fMRI)，都是無創(chuàng)性的方法，有助于PD和非典型帕金森綜合征之間的鑒別，可在體觀察結(jié)構(gòu)連接、功能連接和認(rèn)知功能之間是否存在相關(guān)性[3]。但是這些新技術(shù)后處理過程復(fù)雜，且處理方法的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，難以運(yùn)用于臨床[4]。因此尋求一種安全有效、簡(jiǎn)便無創(chuàng)的診斷方法，對(duì)于PD的診斷、治療和預(yù)后評(píng)估是非常必要的。最新一項(xiàng)研究指出，健康人3 T磁共振高分辨磁敏感加權(quán)成像(susceptibility weighted imaging, SW I)上可觀察到黑質(zhì)核團(tuán)1，表現(xiàn)為“燕尾征”，而PD患者往往缺如，因此認(rèn)為該征象的缺如有望為診斷PD提供一個(gè)有價(jià)值的新工具[5]，但該研究PD患者樣本量小，且采用高分辨SW I(0.55 mm×0.55 mm×0.7 mm)采集時(shí)間長(zhǎng)，不易在臨床工作中廣泛應(yīng)用。多回波采集T2三維梯度回波序列(enhanced gradient echo T2 star weighted angiography, ESWAN)是一種SW I成像方法，本文采用較大樣本的分析，以及非高分辨(0.75 mm×0.9 mm×3 mm)的快速ESWAN掃描參數(shù)，觀察PD和非PD患者ESWAN上黑質(zhì)核團(tuán)顯示“燕尾征”的情況，來評(píng)估此方法對(duì)診斷PD的價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 一般資料

所有病例均來自2014年1月至2015年1月于河南省人民醫(yī)院就診者，共422例。其中PD病人58例，男30例，女28例，年齡最小者50歲，最大者68歲，平均年齡(60.65±2.99)歲。所有PD患者均由神經(jīng)內(nèi)科專家確診，符合英國(guó)PD學(xué)會(huì)腦庫(kù)PD的臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)[6],除外各種原因所致的PD綜合癥。同時(shí)，選取無腦干病變的非PD病人364例作為對(duì)照組，其中男性180例，女性184例，年齡最小者50歲，最大者62歲，平均年齡(56.39±3.74)歲。

1.2 數(shù)據(jù)收集方法

所有病人磁共振數(shù)據(jù)均通過本地的放射診斷工作站獲得，所有病人都進(jìn)行了常規(guī)頭MRI和ESWAN檢查，20例因運(yùn)動(dòng)偽影而不能評(píng)判圖像的病人被排除在外。

MRI檢查方法：磁共振掃描儀為美國(guó)GE公司Discovery M R750，采用8通道顱腦線圈。所有受試者均同時(shí)采集了T1WI、T2W I、FLAIR、DW I和ESWAN圖像。橫軸ESWAN序列：TR=37 m s，TE=22 ms，翻轉(zhuǎn)角=15°，Bandw idth=31.25，層厚= 3.0 mm。其定位中心點(diǎn)與常規(guī)MR掃描一致。掃描時(shí)間為2 m in 8 s 。

1.3 “燕尾征”的表現(xiàn)

黑質(zhì)核團(tuán)1位于黑質(zhì)的后1/3，在SW I上呈線狀、逗號(hào)或楔形的高信號(hào)，前面和外側(cè)的黑質(zhì)的致密部以及內(nèi)側(cè)的內(nèi)側(cè)丘系都表現(xiàn)為低信號(hào)，見圖1。因此，從整體來看，黑質(zhì)核團(tuán)1在軸位的ESWAN/SWI上呈“燕尾征”表現(xiàn)[5, 7]。

1.4 ESWAN圖像分析方法

采用雙盲的原則，由兩位有經(jīng)驗(yàn)的放射診斷醫(yī)生根據(jù)ESWAN圖像上黑質(zhì)后部近尾端是否存在黑質(zhì)核團(tuán)1高信號(hào)，即“燕尾征”，分別評(píng)判所有ESWAN圖像。由于PD病為單側(cè)起病，所以只要一側(cè)黑質(zhì)核團(tuán)1表現(xiàn)為低信號(hào)，不管另一側(cè)有或無都診斷為PD病。根據(jù)黑質(zhì)核團(tuán)1是否在ESWAN圖像上表現(xiàn)為高信號(hào)，將所有的掃描圖像分為兩組：正常組，雙側(cè)都存在或者單側(cè)存在而對(duì)側(cè)可能存在；異常組，單側(cè)無或者兩側(cè)都無，見圖2。如兩位醫(yī)師有不同意見，以共同協(xié)商后得出的一致意見為最終結(jié)果。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，P＜0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；采用χ2檢驗(yàn)對(duì)試驗(yàn)組和對(duì)照組進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，根據(jù)ESWAN圖像上是否存在黑質(zhì)核團(tuán)1高信號(hào)即“燕尾征”進(jìn)行分組比較，結(jié)合臨床結(jié)果分析“燕尾征”在區(qū)分PD 和非PD患者方面的敏感性、特異性和準(zhǔn)確率等，并采用Kappa加權(quán)分析對(duì)兩組結(jié)果的一致性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果

兩位醫(yī)師的分組結(jié)果中，422例病人中有413例分組相同(55例PD病人和358例對(duì)照組)，而在兩位醫(yī)師討論達(dá)成一致性意見之后，得出最終分組結(jié)果，見表1。統(tǒng)計(jì)學(xué)分析顯示，兩位醫(yī)師之間的一致性為97.9%(Kappa=0.79，P＜0.001)。兩位醫(yī)師分別評(píng)估和達(dá)成一致性意見后最終結(jié)果的敏感性、特異性和準(zhǔn)確率見表2。

圖1 A：一非帕金森病人的黑質(zhì)末端層面的ESWAN序列圖像；B：ESWAN序列圖像上腦橋的局部解剖結(jié)構(gòu)，1：腦橋大腦腳，2：黑質(zhì)，3：中腦水管，4：腦橋被蓋，5：黑質(zhì)核團(tuán)1，6：內(nèi)側(cè)丘系 圖2 非PD病人和PD病人的黑質(zhì)末端層面的ESWAN序列圖像對(duì)比。A和B為非PD病人組，兩圖都可以清晰看到黑質(zhì)核團(tuán)1的結(jié)構(gòu)，即“燕尾征”；C和D為PD病人，黑質(zhì)的邊界已經(jīng)模糊不清，“燕尾征”消失Fig. 1 A: Demonstrated is a ESWAN axial slice just at the level of nigrosome-1 of a non-PD patients; B: Magnification of the cerebral peduncle structures, 1: Cerebral peduncle, 2: Substantia nigra, 3: Aqueduct, 4: M idbrain tegmentum, 5: Nigrosome-1, 6: Medial lem iniscus. Fig. 2 ESWAN MRI at the slice of the caudal of substantia nigra in PD and Non-PD patients. A and B: Nigrosome-1 and “swallow tail” appearance can be showed clearly in the Non-PD patients. C and D: The structural details of the SN can not be clearly delineated in the control groups, and the “swallow tail” disappeared.

表1 PD組和非PD組是否表現(xiàn)“燕尾征”詳細(xì)分組情況Tab. 1 Demographic information of the appearance of "Swallow tail " between PD group and non-PD group

表2 根據(jù)ESWAN上“燕尾征”是否存在診斷PD的準(zhǔn)確率結(jié)果分析Tab. 2 The accuracy of " Swallow tail " appearance in the diagnosis of PD

3 討論

本研究結(jié)果顯示，在3.0 T磁共振的常規(guī)ESWAN圖像上非PD病人能夠觀察到黑質(zhì)核團(tuán)1的存在，即表現(xiàn)為“燕尾征”，而PD病人則缺失，根據(jù)這種表現(xiàn)來診斷PD病，準(zhǔn)確率很高。之前有研究表明阿爾茨海默病、PD和肌萎縮側(cè)索硬化等多種神經(jīng)系統(tǒng)變性病的患者均可發(fā)生腦內(nèi)鐵含量增加，而在PD病人中，鐵主要在黑質(zhì)和蒼白球周圍沉積，因此SW I序列對(duì)于評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)障礙性疾患腦內(nèi)鐵異常沉積非常有價(jià)值[8]。黑質(zhì)分為致密部和網(wǎng)狀部，致密部主要是含神經(jīng)黑色素的多巴胺能細(xì)胞，而網(wǎng)狀部則聚集著大的和中等的GABA能神經(jīng)細(xì)胞[9]。通過鈣結(jié)合蛋白D28K免疫染色可觀察到，黑質(zhì)的致密部主要有5個(gè)含多巴胺能神經(jīng)元的鈣結(jié)合蛋白陰性區(qū)域構(gòu)成，即黑質(zhì)核團(tuán)。最大的核團(tuán)為黑質(zhì)核團(tuán)1，位于黑質(zhì)的腹側(cè)，在PD病人中受到的影響最大，表現(xiàn)為多巴胺能神經(jīng)元的大量消失耗盡，最多可達(dá)98%[7, 10]。

在3.0 T的磁共振上運(yùn)用高分辨SW I可以觀察到黑質(zhì)，健康對(duì)照組的黑質(zhì)外觀非常像燕尾，而在PD病人中則看不到“燕尾征”的存在，這可能是由于神經(jīng)細(xì)胞的損失，神經(jīng)黑色素的損耗，黑質(zhì)核團(tuán)內(nèi)鐵含量的增加，鐵氧化狀態(tài)的改變，或者是這些因素共同作用的結(jié)果，致使黑質(zhì)核團(tuán)1的順磁性增加，信號(hào)由高變低，不能觀察到黑質(zhì)核團(tuán)1的高信號(hào)[11]。而在正常對(duì)照組中，黑質(zhì)中的黑質(zhì)核團(tuán)1表現(xiàn)為楔形高信號(hào)，前面和外側(cè)的黑質(zhì)的致密部以及內(nèi)側(cè)的內(nèi)側(cè)丘系都表現(xiàn)為低信號(hào)，故表現(xiàn)出“燕尾征”。本研究回顧性分析了SW I技術(shù)ESWAN序列在PD病人中的應(yīng)用，通過觀察PD病人和非PD病人在常規(guī)ESWAM黑質(zhì)層面的表現(xiàn)不同，發(fā)現(xiàn)采用“燕尾征”來判別PD和非PD患者的準(zhǔn)確率可高達(dá)95%。這些發(fā)現(xiàn)與之前在7.0 T磁共振上的小樣本對(duì)照研究一致，預(yù)示著7.0 T磁共振的初步發(fā)現(xiàn)可以成功地被推廣到3.0 T磁共振儀的常規(guī)檢查中，在臨床中可以得到更廣泛的應(yīng)用[12-13]。“燕尾征”的消失會(huì)使黑質(zhì)表現(xiàn)為均一的低信號(hào)，目前認(rèn)為其可能的機(jī)制有兩個(gè)：鐵含量的增加，或者神經(jīng)黑色素量的減少伴鐵儲(chǔ)存量的減少，致使自由鐵增加，從而使黑質(zhì)核團(tuán)的順磁性增加[14]。

迄今為止，采用SW I的“燕尾征”缺失來診斷PD的研究中，多采用高分辨SW I序列，但高分辨率SW I掃描時(shí)間長(zhǎng)，在臨床工作的推廣受到限制。而常規(guī)SW I或ESWAN是否可以同樣的利用“燕尾征”缺失來診斷PD，尚缺乏研究報(bào)道。該研究采用常規(guī)ESWAN序列進(jìn)行檢查，掃描時(shí)間僅為2 m in8 s，結(jié)果表明，3 T磁共振非高分辨的ESWAN上黑質(zhì)“燕尾征”缺失也可以用以診斷PD。該研究中，黑質(zhì)“燕尾征”有關(guān)的陰性預(yù)測(cè)值為99%，表明黑質(zhì)核團(tuán)1出現(xiàn)的病人患PD可能性很小。其中5%的50歲以上的非PD病人不能檢測(cè)到黑質(zhì)核團(tuán)1的存在，這一比例與PD病在老年人中的發(fā)病率相近，表明這些病人中很可能有未被確診的PD病人，之前有研究也表明在原發(fā)性PD的亞臨床期已經(jīng)有鐵的沉積[15]。

在目前的臨床工作中，主要是通過核醫(yī)學(xué)的方法，把可疑的PD病從非PD運(yùn)動(dòng)障礙疾病中區(qū)分出來，準(zhǔn)確率約為95%[16]。然而由于核醫(yī)學(xué)成像花費(fèi)高，且具有一定的輻射，在臨床中難以廣泛使用。而常規(guī)M RI檢查方法僅僅可以用來顯示腦結(jié)構(gòu)改變，區(qū)分血管性原因和其他的疾病引起的非典型PD綜合癥[17]，但對(duì)PD的診斷價(jià)值非常有限。而本研究結(jié)果表明，3 T磁共振非高分辨的ESWAN上黑質(zhì)“燕尾征”缺失很可能成為診斷PD病的一個(gè)新的、簡(jiǎn)便有效的影像學(xué)征象，與之前的影像學(xué)方法相比有明顯的優(yōu)勢(shì)。近年研究顯示，新的磁共振檢查方法如DTI和容積測(cè)量法有助于實(shí)現(xiàn)在1.5 T磁共振上非典型PD綜合征的鑒別診斷，而不僅僅局限在3.0 T磁共振掃描儀上[18]。那么ESWAN/SW I在1.5 T磁共振上是否能夠根據(jù)“燕尾征”的存在與否來診斷PD，尚需進(jìn)一步研究。

該研究存在以下一些局限性：(1)由于顱底骨氣界面會(huì)產(chǎn)生磁敏感偽影，對(duì)圖像質(zhì)量會(huì)造成一定影響，所以ESWAN/SWI技術(shù)的優(yōu)化和提高也是今后研究的方向；(2)由于此項(xiàng)研究是回顧性研究，臨床信息有限，最終結(jié)果的準(zhǔn)確率會(huì)受一定的影響，所以接下來需要在大樣本的前瞻性研究中進(jìn)一步證實(shí)該結(jié)果；(3)由于不能完全排除非PD病人分組中有臨床前期的PD病人，因此在非PD組中可能會(huì)有亞臨床期的PD病人，對(duì)結(jié)果準(zhǔn)確率的影響也是不確定的。由于病人組都是臨床已經(jīng)確診為PD的病人，所以本研究無法通過黑質(zhì)核團(tuán)1的改變來評(píng)判疾病的嚴(yán)重程度，未來需要對(duì)癥狀前期和癥狀期的各個(gè)臨床階段的PD病人進(jìn)行更詳細(xì)的分組分析。

4 結(jié)論

在3.0 T MR較快速的常規(guī)ESWAN序列上，健康人的黑質(zhì)的腹側(cè)可觀察到“燕尾征”，而PD病人則沒有此征象?！把辔舱鳌眳^(qū)分對(duì)PD病人和非PD病人準(zhǔn)確率很高。因此，3.0 T MRI上常規(guī)ESWAN序列上黑質(zhì)“燕尾征”的缺失，很可能成為診斷PD的一種簡(jiǎn)單可靠的新方法。

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The value of “swallow tail” appearance of nigrosome on ESWAN at 3.0 T MR in the diagnosis of Parkinson’s disease

LIU Tai-yuan, BAI Yan, MA Xiao-yue, MA Lun, SHI Da-peng, DOU She-wei, WANG Mei-yun*
Department of Radiology, Zhengzhou University Peop le’s Hospital & Henan Provincial People’s Hospital, Zhengzhou 450003, China

Ob jective: To explore the value of Enhanced gradient echo T2 star weighted angiography (ESWAN) findings of nigrosome at 3.0 T MR imaging in the diagnosis of Parkinson’s Disease (PD). M aterials and M ethods: The ESWAN findings of 58 patients w ith PD and 364 age-matched healthy control w ere retrospectively analyzed. A ll the subjects w ere divided into PD and non-PD group according to the presence or absence of nigrosome 1 on ESWAN imaging, e.g.“sw allow tail” appearance, and the accuracy w as evaluated. Resu lts: Fifty-five (94.83%) of 58 PD patients did not show “swallow tail” appearance and the rest 3 were doubtful, while 344 (94.51%) of 364 non-PD patients did have this appearance. The sensitivity of “swallow tail” appearance in differentiating PD from non-PD patients was 95% and the specifity was 91%. Conclusion: The absence of “swallow tail” appearance in nigrosome on ESWAN imaging at 3.0 T MRI provides a new, easy and reliable tool for the diagnosis of PD.

M agnetic resonance imaging; Sw allow tail; Parkinson's disease

國(guó)家自然科學(xué)基金(編號(hào)：31470047，81271565)；河南省科技創(chuàng)新杰出人才項(xiàng)目

鄭州大學(xué)人民醫(yī)院/河南省人民醫(yī)院放射科，鄭州 450003

王梅云，E-mail: mywang@ha.edu.cn

2016-01-09接受日期：2016-03-04

R445.2；R742.5

A

10.12015/issn.1674-8034.2016.04.005劉太元, 白巖, 馬瀟越, 等. 3.0 T MR非高分辨 ESWAN上黑質(zhì)“燕尾征”在帕金森病診斷中的價(jià)值. 磁共振成像, 2016, 7(4): 265–269.

*Correspondence to: Wang MY, E-mail: mywang@ha.edu.cn