彌散峰度成像參數(shù)對(duì)阿爾茲海默病的診斷價(jià)值

徐玉華，胡冰宇，諸紹鋒，周杰

1.紹興市第七人民醫(yī)院放射科，浙江紹興 312000；2.浙江省臺(tái)州醫(yī)院放射科，浙江臨海 317000

阿爾茲海默病（Alzheimer’s disease，AD）是一種神經(jīng)退行性疾病，其發(fā)病機(jī)制目前尚未明確，主要的臨床癥狀是進(jìn)行性認(rèn)知能力下降、記憶損害等疾病，使患者基本喪失了獨(dú)立生活的能力，影響老年人健康生活質(zhì)量，帶來嚴(yán)重的社會(huì)衛(wèi)生問題[1-2]。彌散峰度成像（diffusion peak imaging，DKI）作為擴(kuò)散加權(quán)成像（diffusion-weighted imaging，DWI）技術(shù)的延伸，能夠更準(zhǔn)確、真實(shí)地反映組織的細(xì)微結(jié)構(gòu)變化[3]。到目前為止，臨床上有較多研究證實(shí)DKI技術(shù)的臨床可行性，因此其被廣泛應(yīng)用于臨床針對(duì)各種疾病的研究中[4]。國內(nèi)應(yīng)用DKI技術(shù)對(duì)AD患者的腦細(xì)微結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究的鮮有報(bào)道，因此，本研究旨在探討DKI參數(shù)對(duì)AD的診斷價(jià)值。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

選取2019年4月至2020年12月紹興市第七人民醫(yī)院診治的AD患者50例為觀察組，另外選取50例健康體檢的人員為對(duì)照組。觀察組，男27例（54%），女23例（46%）；平均年齡（59.97±6.23）歲，體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）（23.68±1.28）kg/m2，教育程度（9.89±1.25）年。對(duì)照組，男30例（60%），女20例（40%）；平均年齡（60.29±6.10）歲，BMI（23.54±1.26）kg/m2，教育程度（10.06±1.23）年。兩組患者年齡、性別、BMI、教育程度等基線信息對(duì)比（P>0.05），具有可比性。本研究經(jīng)紹興市第七人民醫(yī)院倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)（倫理審批號(hào)：2022-003-01號(hào)）。

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：①AD患者符合美國精神病學(xué)會(huì)制訂的《精神障礙診斷與統(tǒng)計(jì)手冊(cè)》[5]診斷標(biāo)準(zhǔn)；②均為首次發(fā)?。虎蹮o顱腦外傷、腫瘤、炎癥、手術(shù)史。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并嚴(yán)重影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)的疾?。虎诖嬖趪?yán)重精神障礙患者，不能正常配合研究；③合并惡性腫瘤者；④嚴(yán)重免疫系統(tǒng)疾病者。

1.3 檢查方法

采用1.5T磁共振儀（明峰醫(yī)療系統(tǒng)股份有限公司生產(chǎn)，型號(hào)：Scintcare1.5）行頭部掃描。掃描范圍包括：海馬、頂葉白質(zhì)、額葉白質(zhì)；掃描序列包括：彌散張量成像、DKI掃描：采用GRE-EPI序列，層厚：5mm，間隔：0.5mm，單個(gè)弛豫時(shí)間（relaxation time，TR）4500 ms，回波時(shí)間（echo time，TE）98.6ms，F(xiàn)OV 240mm×240mm，矩陣128×128，體素為2mm×2mm×3mm；進(jìn)行DKI掃描，掃描層數(shù)18層，激勵(lì)次數(shù)（number of incentives，NEX）為1，掃描時(shí)間3min 5s，擴(kuò)散敏感梯度場(chǎng)施加的方向?yàn)?5個(gè)，每個(gè)方向的b值均有3個(gè)值（0、1000、2000s/mm2），擴(kuò)散敏感梯度場(chǎng)施加的方向?yàn)?0個(gè)。T2WI上選擇尾狀核頭、殼核、蒼白球、丘腦、紅核、黑質(zhì)、齒狀核部位確定感興趣區(qū)，行雙側(cè)對(duì)稱測(cè)量，要注意避開對(duì)腦脊液、血管的影響。

1.4 圖像處理及數(shù)據(jù)測(cè)量

運(yùn)用迭代重建參數(shù)圖生成一系列平均彌散率（average diffusion rate，MD）、平均峰度（meankurtosis，MK）、參數(shù)各向異性分?jǐn)?shù)（fraction of the parameter anisotropy，F(xiàn)A）參數(shù)圖，針對(duì)MD、MK、FA參數(shù)進(jìn)行3次測(cè)量并取平均值，根據(jù)平均值進(jìn)行差異性檢驗(yàn)，分別得出MD、MK、FA在海馬、頂葉白質(zhì)、額葉白質(zhì)中的值。ROI的放置統(tǒng)一由同一位放射科醫(yī)生完成。

1.5 認(rèn)知功能評(píng)分

根據(jù)簡易精神狀況量表（summary mental status scale，MMSE）[6]評(píng)估AD患者認(rèn)知功能，總分為30分。分?jǐn)?shù)越高代表認(rèn)知功能較好。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。計(jì)量資料符合正態(tài)分布采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，組間差異比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，多組差異比較采用單因素方差分析，進(jìn)一步兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料差異比較采用χ2檢驗(yàn)，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 正常大腦與AD患者大腦相關(guān)DKI圖像

確診為AD患者部分腦區(qū)出現(xiàn)了較為明顯的萎縮情況，AD患者腦室系統(tǒng)也呈現(xiàn)擴(kuò)大現(xiàn)象，見圖1。

圖1 大腦相關(guān)DKI圖像

2.2 兩組患者DKI參數(shù)變化

觀察組海馬、頂葉白質(zhì)、額葉白質(zhì)中MK、FA均低于對(duì)照組，海馬、頂葉白質(zhì)、額葉白質(zhì)中MD均高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），見表1。

表1 兩組患者DKI參數(shù)變化（±s）

表1 兩組患者DKI參數(shù)變化（±s）

組別 n MK（μm2/ms） FA（%） MD（μm2/ms）海馬 頂葉白質(zhì) 額葉白質(zhì)海馬 頂葉白質(zhì) 額葉白質(zhì)海馬 頂葉白質(zhì) 額葉白質(zhì)對(duì)照組 50 1.26±0.28 1.57±0.40 1.34±0.311.57±0.271.86±0.451.67±0.311.05±0.19 1.20±0.21 1.28±0.22觀察組 50 0.85±0.10 1.06±0.34 0.95±0.261.06±0.201.52±0.381.20±0.251.49±0.20 1.55±0.25 1.59±0.31 t 9.751 6.869 6.816 10.730 4.082 8.345 11.280 7.580 5.767 P <0.001 <0.001 <0.001 <0.001 <0.001 <0.001 <0.001 <0.001 <0.001

2.3 阿爾茲海默病不同部位DKI參數(shù)比較

不同部位的DKI參數(shù)比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），見表2。

表2 AD不同部位DKI參數(shù)比較（±s）

表2 AD不同部位DKI參數(shù)比較（±s）

部位 MK（μm2/ms） FA（%） MD（μm2/ms）海馬 0.83±0.11 1.07±0.18 1.47±0.16頂葉白質(zhì) 1.07±0.24 1.43±0.22 1.56±0.24額葉白質(zhì) 0.97±0.22 1.15±0.21 1.54±0.28 F 6.428 8.955 2.206 P <0.001 <0.001 0.030

2.4 兩組患者認(rèn)知功能比較

相比于對(duì)照組，觀察組MMSE評(píng)分較低（27.51±2.56分vs.10.26±1.14分，P<0.001）。

3 討論

AD的病因及發(fā)病機(jī)制尚不明確，病理學(xué)特征為腦內(nèi)大量的β-淀粉樣蛋白和Tau蛋白沉積，神經(jīng)細(xì)胞喪失，主要發(fā)生于老年群體中，是一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)退化所導(dǎo)致[7-9]。該病一旦發(fā)病，幾乎沒有治愈的可能，只能通過綜合治療延緩病情，對(duì)于患者的家庭幸福感及正常橫禍均造成了嚴(yán)重的影響，因此，對(duì)于AD進(jìn)行及早的診斷具有重要意義[10-11]。

目前，MR用于診斷AD的主要技術(shù)為彌散張量成像、擴(kuò)散加權(quán)成像等，雖然可以直觀的觀察患者腦內(nèi)白質(zhì)纖維異常，但是存在于腦內(nèi)微觀環(huán)境的神經(jīng)元組織觀察不到，神經(jīng)元組織在腦內(nèi)水分子的主要擴(kuò)散方式為非高斯分布，而彌散張量成像、擴(kuò)散加權(quán)成像無法準(zhǔn)確描述水分子的非高斯分布狀態(tài)[12-13]。本研究結(jié)果顯示，在AD患者中MK、FA較低，MD較高，與嚴(yán)重程度具有一定的相關(guān)性，表明DKI參數(shù)與AD患者的疾病嚴(yán)重程度有一定的關(guān)系，對(duì)疾病有診斷價(jià)值。在DKI參數(shù)中包括FA值用于評(píng)估白質(zhì)纖維走向及完整程度，而髓鞘密度、纖維直徑、密度、細(xì)胞外水分子擴(kuò)散能力、髓鞘內(nèi)空間大小，決定了擴(kuò)散各向異性的程度，MK值用于反映的是軸突鞘、細(xì)胞膜、髓鞘層等組織微觀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度。MD值不會(huì)受纖維走向的影響，代表區(qū)域內(nèi)的水分子彌散水平和彌散阻力的整體情況，是不具有方向的一個(gè)平均值。三者分別用于檢測(cè)不同位置，可以準(zhǔn)確的診斷出AD患者[14-15]。

研究顯示，AD患者在腦白質(zhì)改變時(shí)發(fā)現(xiàn)，AD患者的FA值在海馬、頂葉白質(zhì)、額葉白質(zhì)表現(xiàn)為降低，提示，AD患者的腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)變化主要集中在腦后部及中部，很大程度上與AD患者病理傳播特點(diǎn)及特定區(qū)域有關(guān)[16-17]。本研究結(jié)果顯示，AD患者中海馬、頂葉白質(zhì)、額葉白質(zhì)中MK、FA值較低；MD值較高，且與DKI參數(shù)均呈正相關(guān)。分析原因，海馬、頂葉白質(zhì)、額葉白質(zhì)腦彌散峰度值的改變與神經(jīng)元的損傷有關(guān)。DKI參數(shù)包括評(píng)估白質(zhì)纖維走向、完整程度等，可以影響海馬、頂葉白質(zhì)、額葉白質(zhì)[18-19]。

綜上所述，DKI參數(shù)與疾病嚴(yán)重程度具有相關(guān)性，且其在海馬、頂葉白質(zhì)、額葉白質(zhì)中均存在不同表達(dá)，對(duì)AD患者具有一定的診斷價(jià)值，具有臨床應(yīng)用價(jià)值。