兒童抽動穢語綜合征患者雙側殼核容積與代謝改變的MR研究

黎桂平，寥凱兵，祝望才，孫仁榮，彭萬宏，楊波

·中樞神經影像學·

兒童抽動穢語綜合征患者雙側殼核容積與代謝改變的MR研究

黎桂平，寥凱兵，祝望才，孫仁榮，彭萬宏，楊波

目的：采用MR容積分析及MRS對比研究兒童抽動-穢語綜合征（TS）患者雙側殼核的容積與代謝改變及其相關性，探討TS患者的病理生理機制。方法：搜集18例兒童TS患者（TS組）及18例年齡性別相匹配的健康志愿者（對照組），用容積分析軟件對TS患者及正常對照組雙側殼核進行容積測量，采用單體素氫質子MRS對TS患者及對照組殼核進行數據采集和分析，根據峰下面積大小分別計算NAA／Cr、Cho／Cr值。將測得的NAA／Cr值與殼核的容積進行相關性分析。結果：TS組（左側殼核：NAA／Cr=1.17±0.15，Cho／Cr=0.81±0.13；右側殼核：NAA／Cr=1.09±0.09，Cho／Cr =0.78±0.17）與對照組（左側殼核：NAA／Cr=1.43±0.03，Cho／Cr=0.70±0.12；右側殼核：NAA／Cr=1.39±0.06，Cho／Cr=0.75±0.10）相比，TS患者雙側殼核NAA／Cr明顯減低，差異具有統計學意義（P均＜0.05），兩組間兩側Cho／Cr差異均無統計學意義（P均＞0.05）。TS組和對照組左側與右側NAA／Cr、Cho／Cr差異均無統計學意義（P＞0.05）。TS組與對照組雙側殼核容積差異無統計學意義（左：t=0.536，P＞0.05；右：t=1.758，P＞0.05）。TS組和對照組左側與右側殼核容積差異均無統計學意義（TS組：t=1.501，P＞0.05；對照組：t=0.481，P＞0.05）。TS組和對照組雙側殼核NAA／Cr值與容積大小均無相關性（P＞0.05）。結論：殼核可能參與了兒童TS患者的病理生理過程，MRS比容積測量對TS患者的殼核的改變更敏感。

抽動穢語綜合征；殼核；磁共振成像

抽動穢語綜合征（Tourette syndrome，TS）是一種慢性神經精神障礙，Tourette于1885年首次報道，主要表現為多種不自主的、反復快速的一個或多個部位肌肉運動抽動和至少一種發聲抽動，本病多發生于兒童及青少年，對兒童神經、心理及行為發育產生不良影響，是產生問題兒童的原因之一［1-3］。TS病因尚不明確，目前大量研究發現，基底節結構異常可能是TS主要病理基礎［4-5］。本研究采用MR的容積分析及MRS技術對比研究6～14歲兒童TS患者雙側殼核的容積及代謝改變，并分析兩者是否存在的相關性，為深入研究TS患者中樞神經系統潛在的機制提供理論依據。

材料懷方法

1.臨床資料

18例未經任何藥物干預的TS患者（湖北省中西醫結合醫院及華中科技大學附屬協和醫院2011年6月-2013年12月的門診患者），均為右利手，男14例，女4例，年齡6～14歲，平均11.5歲。病程最短12個月～7年，平均（5.13±1.51）年。所有患者均在知情的情況下接受全面體檢和神經系統檢查，符合《美國精神病學會出版的精神神經病診斷統計手冊第4版（DSM2Ⅳ）分類［1］的診斷標準。所有患者神經系統檢查、認知功能檢查正常，并完成左／右利手檢查。采用耶魯綜合抽動嚴重程度評分量表（Yale Global Tic Severity Scale，YGTSS）對患者癥狀嚴重程度進行評價，平均分數為80.25±3.24。排除神經和精神疾病或其他可能影響腦結構和功能的不良生活習慣。所有病例均經兩名經驗豐富的神經內科教授確診為TS。對照組為18例年齡性別匹配（男14例，女4例）的健康志愿者，均為右利手，無器質性病變和其他可能影響腦結構和功能的不良生活習慣和藥物濫用史。所有受試者及監護人均對本次研究知情，受試者均由患者及監護人共同簽署知情同意書。研究內容均經華中科技大學醫學倫理委員會討論通過。

2.波譜的采集與分析

采用GE 3.0T超導磁共振儀，梯度場40 m T／m，梯度切換率150 T／m／s；八通道頭顱線圈。所有受試者均行矢狀面T1WI，橫軸面T1WI、T2WI，橫軸面的梯度回波T2WI（作為豆狀核的波譜定位圖）掃描。MRS檢查采用點分辨波譜（point resolved spectroscopy，PRESS）進行單體素波譜采集，勻場由掃描儀自動完成，MRS掃描及其測量方法：單體素PRESS序列參數：TR 1500 ms，TE 35 ms，視野24 cm×24 cm，激勵次數4，體素1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm。選取殼核顯示最大的層面作為波譜采集的定位層面，波譜采集完畢后，將數據全部傳送到GE ADW 4.2工作站，選取勻場時水的半高全寬（full width half max，FWHM）≤10的譜線應用Functool軟件進行波譜后處理。

采用相對定量法，測定的代謝物包括N-乙酰天門冬氨酸（NAA）、膽堿（Cho）、肌酸（Cr）。以Cr峰值作為參考值，根據峰下面積的大小分別計算NAA／Cr、Cho／Cr值。

3.殼核的容積采集與分析

掃描序列：矢狀面T1WI、橫軸面T2WI（層厚6.0 mm，層間距0 mm；用于全腦容積測量）、橫軸面三

采用SPSS 16.0進行統計學分析。數據以均值±標準差表達（±s），對NAA／Cr、Cho／Cr分別采用重復測量方差分析法進行統計學分析。其中的組間因素為TS組與對照組，左右側的數據分別為組內因素。正態分布資料計量資料用（均數±標準差）表示，組間比較采用獨立樣本的t檢驗，組內比較采用配對t檢驗。采用Pearson相關分析進行變量之間的相關性分析。以P＜0.05為差異有統計學意義。

結 果

TS組左側殼核NAA／Cr、Cho／Cr分別為1.17± 0.15、0.81±0.13；右側殼核NAA／Cr、Cho／Cr分別為1.09±0.09、0.78±0.17。對照組左側殼核NAA／Cr、Cho／Cr分別為1.43±0.03、0.70±0.12；右側殼核NAA／Cr、Cho／Cr分別為1.39±0.06、0.75± 0.10）。與對照組相比，TS患者雙側殼核NAA／Cr明顯減低，差異具有統計學意義（P＜0.05），兩組間左、右側Cho／Cr差異均無統計學意義（P＞0.05），見表1；兩組殼核左側與右側NAA／Cr、Cho／Cr差異無統計學意義。

TS組雙側殼核容積與對照組比較，差異均無統計學意義（左側t=0.536，P＞0.05，右側t=1.758，P＞0.05，表2）。TS組和對照組左側與右側殼核容積差異均無統計學意義（TS組t=1.501，P＞0.05；對照組t=0.481，P＞0.05）。

TS組和對照組的殼核NAA／Cr值與容積大小均無相關性（P＜0.05）。

討 論

1.殼核可能參與了TS患者的病理生理過程

國外神經遞質及神經影像的研究［6-7］已經提出假維梯度回波（3D SPGR）T1WI（作為海馬波譜定位圖）。掃描參數：TE 5.1 ms，TR 11.3 ms，翻轉角15°，視野24 cm×24 cm，層厚1.2 mm，層間距0 mm，激勵次數2。勻場由掃描儀自動完成，數據采集完畢后全部傳送到GE ADW 4.2工作站進行后處理。

先將3D SPGR序列獲得的圖像資料傳輸到GE ADW 4.2工作站，運用容積分析軟件，結合矢、冠、軸三維圖像在冠狀面上勾畫出殼核的范圍（圖1），計算出殼核的容積；然后將T2WI（零間距）傳輸到工作站，利用三維容積分析軟件，選擇半自動容積描繪技術，自枕骨大孔向上逐層描繪興趣區（腦實質和腦脊液區），去除頭皮和顱骨，軟件將自動計算出描繪的顱內容積值。最后參照文獻［7］對測量容積進行標準化處理，消除顱腦大小對測量容積的影響。

4.統計學分析設基底節異常是TS的病因所在。Kumar等［8］在用事件相關的PET研究中也發現蒼白球、殼核的活動異常，筆者在前期［9］對TS患者對指運動的功能磁共振研究也發現，TS患者出現雙側殼核的激活，這些研究說明殼核可能在TS發病機制中有至關重要的作用。Serra-Mestres等［10］認為殼核部位多巴胺轉運蛋白異常導致殼核功能紊亂，并通過影響皮質-基底節-丘腦-皮質環路，導致大腦皮質運動區及脊髓運動投射異常，從而引起TS患者復雜、多樣的臨床表現。本研究結果發現TS患者雙側殼核NAA減低，提示TS患者雙側殼核的神經元可能存在異常，此研究結果進一步支持殼核可能參與了TS患者的病理生理過程，殼核代謝異常的可能是TS患者潛在的病因之一。

圖1 男，11歲，TS病史5年。a）左側殼核波譜定位圖；b）殼核的譜線圖，NAA減低；c）殼核容積的MR測量圖。

表1 抽動障礙患者殼核NAA／Cr、Cho／Cr值及殼核容積的比較

2.MRS檢測神經元微小的損傷較積容積測量更敏感和超前

在關于TS患者基底節容積的研究中，與相匹配的正常人相比，TS患者的殼核體積未發現減少，然而在波譜研究中，發現殼核的NAA降低，到底什么原因引起兩者的不一致性？Makki等［11］采用擴散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）對TS患者與正常人的對照研究中發現：TS患者雙側殼核的表觀擴散系數（Apparent diffusion coefficient，ADC）升高，各向異性（fractional anisotropy，FA）減低，并指出TS患者雙側殼核可能存在著微小結構的異常。筆者在對TS患者的研究中發現雙側殼核容積與正常對照組無顯著性差異，但兩者并不矛盾，殼核屬于豆狀核的重要組成部分，在正常人腦的殼核中，多巴胺含量最高，它在紋狀體中去神經支配最明顯［12］，殼核的體積正常，并不能否定其代謝和功能正常，筆者認為可能原因是MRS對神經元微小損傷的檢測比容積改變更敏感和超前。

3.兒童TS患者與成人TS患者殼核容積改變可能存在差異

TS的發病率可達到學齡兒童的1%～2%，成人0.3%～0.5%，大部分（約60%）兒童TS患者在青春期后癥狀減輕或消失，部分患者病情持續惡化并終生不愈。Bloch等［13］通過對成人TS和兒童TS的豆狀核的研究中發現成人TS的豆狀核體積減小，且喪失了正常不對稱性，而兒童TS豆狀核未見體積明顯減小。國內盧潔等［14］對10例TS患者（包括成人TS和兒童TS）與正常對照組研究中發現，TS組左側殼核、蒼白球及尾狀核容積減少，而右側殼核、蒼白球及尾狀核容積在兩組間無顯著性差異，本研究中TS組與對照組雙側殼核容積無顯著差異，結果與盧潔等的研究結果不一致，分析其原因可能是本研究對象是未經任何藥物治療的兒童TS患者，因而推測兒童TS患者與成人TS可能存在差異。至于什么原因導致部分TS患者成人后癥狀消失，部分TS患者卻終身不愈，還需要進一步研究。

本研究首次有針對性地對兒童TS患者雙側殼核容積及代謝改變進行相關分析，目前也存在一些不足：一是由于未經任何藥物干預且能完全配合MR檢查的兒童TS患者比較少，因而還需更大的樣本量來進一步證明；二是由于目前MR掃描系統對較小容積結構的代謝物的測量存在系統誤差，難以完全保證數據的絕對準確，需要MR系統硬件及軟件的進一步發展和完善。

［1］ Worbe Y，Marrakchi-Kacem L，Lecomte S，et al.Altered structural connectivity of cortico-striato-pallido-thalamic networks in Gilles de la Tourette syndrome［J］.Brain，2015，138（2）：472-482.

［2］ Makki MI，Behen M，Bhatt A，et al.Microstructural abnormalities of striatum and thalamus in children with Tourette syndrome［J］. Mov Disord，2008，23（16）：12349-2356.

［3］ Singer HS，Minzer IL.Neurobiology of Tourette's syndrome：concepts of neuroanatomlc localization and neurochemica abnormalities［J］.Brain Dev，2003，125（suppl1）：70-84.

［4］ Mink JW.Neuwbiology of base ganglia and Tourette syndrome：basal gangla circuits and thaimnocortical outputs［J］.Adv Neurol，2006，99：89-98.

［5］ Shprecher DR，Gannon K，Agarwal N，et al.Elucidating the nature and mechanism of tic improvement in tourette syndrome：a pilot study［J］.Tremor Other Hyperkinet Mov（N Y），2014，4（4）：217.

［6］ Worbe Y，Gerardin E，Hartmann A，et al.Distinct structural changes underpin clinical phenotypes in patients with Gilles de la Tourette syndrome［J］.Brain，2010，133（12）：3649-3660.

［7］ Eichele HL，Plessen KJ.Neural plasticity in functional and anatomical MRI studies of children with Tourette syndrome［J］.Behav Neurol，2013，27（1）：33-45.

［8］ Kumar A，Williams MT，Chugani HT.Evaluation of basal ganglia and thalamic inflammation in children with pediatric autoimmune neuropsychiatric disorders associated with streptococcal infection and tourette syndrome：a positron emission tomographic（PET）study using11C-［R］-PK11195［J］.J Child Neurol，2015，30（6）：749-756.

［9］ 黎桂平，楊波，張金山，等.抽動穢語綜合征患者對指運動的磁共振研究［J］.放射學實踐，2010，25（3）：80-84.

［10］ Serra-MestresJ，Ring HA，Costa DC，et al.Dopamine transporter binding in Gilles de la Tourette syndrome：a123IFP-CIT／SPECT study［J］.Acta Psychiatr Scand，2004，109（2）：140-146.

［11］ Makki MI，Behen M，Bhatt A，et al.Microstructural abnormalities of striatum and thalamus in children with Tourette syndrome［J］.Mov Disord，2008，23（16）：2349-2356.

［12］ Dale RC，Merheb V，Pillai S，et al.Antibodies to surface dopamine-2 receptor in autoimmune movement and psychiatric disorders［J］.Brain，2012，135（11）：3453-3468.

［13］ Bloch MH，Leckman JF，Zhu H，et al.Caudate volumes in childhood predict symptom severity in adults with Tourette syndrome［J］.Neurology，2005，265（8）：1253-1258.

［14］ 盧潔，李坤，成曹燕，等.MRI上抽動穢語綜合征患者基底節核團體積的變化［J］.中華放射學雜，2009，43（3）：249-252.

The MR study on the changes of the putamen metabolites and volume in children with Tourette syndrome

LI Gui-ping，LIAO Kai-bing，ZHU Wang-cai，et al.Department of Radiology，Hubei Combinational Hospital of Chinese and Western Medicine，430015 Wuhan，China

Objective：The purposes of this study were to investigate the changes of the putamen metabolites and volume and its relevance in children with the Tourette syndrome（TS），and to preliminarily explore the possible pathophysiological mechanism in the central nervous system in patients with TS.Methods：Both eighteen children with Tourette syndrome and eighteen gender-and age-matched healthy volunteers（control subjects）underwent MR scan using a 3.0T MRI／MRS system.Single-voxel proton spectroscopic imaging（1H-MRS）was obtained on putamina on both sides for data collection and analysis.The ratios of NAA／Cr and Cho／Cr were calculated respectively according to their area under the curve（AUC）.The volume of the putamen on both sides and the brain was calculated using volume analysis software all values of the putamen volume were compared with the value of NAA／Cr for correlation analysis differently within the two groups respectively.Results：The NAA／Cr ratio in TS group（left：1.17±0.15；right：1.09±0.09）was significant smaller than that in the control group（left：1.430±0.03；right：1.39±0.06）（P＜0.05）.There was no significant difference of the Cho／Cr ratio（patients，left：0.81±0.13；right：0.78±0.17；control，left：0.70±0.12；right：0.75±0.10）between both groups. There was no significant difference in bilateral caudate nucleus volume between the two groups（P＞0.05）.There was no correlation between the NAA／Cr ratio and the putamen volume on the both sides within the TS group.Conclusion：The structure abnormalities and／or function of the putamen in TS patients may be one of the underlying aetiological factors and pathophysiological mechanisms of Tourette syndrome.The MRS is more sensitive than the volumetric measurement in detecting the abnormalities in brain structure and／or function of TS patients.

Tourette's syndrom；Putamen；Magnetic resonance imaging

R445.2；R741

A

1000-0313（2016）11-1026-04

10.13609／j.cnki.1000-0313.2016.11.001

2016-07-11）

430015 武漢，湖北省中西醫結合醫院放射科（黎桂平、寥凱兵、祝望才、孫仁榮、彭萬宏）；430022 武漢，華中科技大學同濟醫學院附屬協和醫院放射科（楊波）

黎桂平（1980-），女，湖北黃梅人，主治醫師，主要從事中樞神經系統影像診斷工作。

楊波，E-mail：yangboxiehe＠163.com