彌散張量成像測量海馬體各向異性分數在帕金森病認知障礙中的應用

陳旭輝， 林志堅， 吳 軍， 葉辰飛， 鄭曉東

帕金森病(Parkinson’s Disease，PD)是一種神經系統的變性病，它主要以緩慢、隱匿進展為臨床特征，以腦黑質致密帶含有神經黑色素的細胞變性為病理學特征[1]。PD主要以運動功能障礙，即不同肢體的不同程度的非靜止性震顫為典型癥狀。目前未發現某一種震顫與PD導致的震顫相關，這表明，PD所導致的震顫可能是與其他臨床疾病有著不同的生理病理的過程。在帕金森中，震顫主要是由于腦黑質多巴胺(DA)的病變所致，它能引起神經元的死亡[2]。而近年來研究發現，PD不僅有著運動功能障礙，也存在著非運動功能的病變。例如：認知障礙[3]。

海馬在多巴胺傳遞與海馬突觸重塑的相互作用里扮演著重要的角色。當相互作用失衡時，將會導致癡呆和其他的神經癥狀[4]。大約83%的PD患者會在其病程中發展成癡呆，并有80%患者會出現幻視。這種對于認知的影響作用，可能類似于阿爾茨海默病，存在了海馬、楔前葉、后扣帶回以及海馬周圍白質等部位的腦萎縮，最終導致PD患者認知功能存在著障礙。另外，PD中可能由于海馬對中腦邊緣系統多巴胺神經支配受損，導致PD患者的嗅覺下降[4]。因此研究海馬體在PD患者中的病變情況十分必要，甚至可以預判PD認知障礙的進展。

彌散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)以彌散加權成像(DWI)技術為基礎，由Basser等在1994年首次提出并進行研究，利用人體內水分子在三維空間中的擴散軌跡，并能對這種擴散定量評價[5]。在中樞神經系統中，水分子三維立體的擴散運動不僅受細胞結構如細胞膜、軸突膜、細胞骨架等本身特征的影響，還受到髓鞘、白質纖維束及蛋白質大分子等自然屏障的影響，故其彌散存在差異，這種差異正是DTI成像的基礎。DTI在中樞系統中，水分子通常沿著神經纖維束行走的方向進行彌散，而很少沿著垂直于神經纖維束走形的彌散，這種具有方向依賴性的彌散稱為各向異性。用來描述各向異性彌散特性的參數較多，最通常用的量化指標有平均彌散系數MD，部分各向異性(Fractional Anisotropy，FA)。FA是擴散張量的各向異性成分與整個擴散張量的比值，其范圍從0～1分。當腦組織某一部分由于退行性改變，炎癥或血管病變發生神經元或軸突的丟失和損傷時，便會出現FA值的下降。劉志華等表明，運用DTI檢測，PD黑質、尾狀核頭以及殼核、蒼白球的FA值均低于對照組進行，具有診斷早期PD的價值[6]。而在該疾病中，海馬體的FA參數是否有變化仍未報道。本文旨在探究，PD中海馬體FA值的變化以及其作為診斷PD認知障礙的依據。

1 材料與方法

1.1 一般資料 選取2015年1月～2015年12月在我院治療的原發性PD患者12例(PD組)，其中男性8例，女性4例；年齡51～70歲，平均年齡(60.91±1.94)歲；納入標準：(1)符合《神經病學》第八版中的診斷標準；(2)Hoehn-Yahr分級為1～2.5期；(3)患者及家屬知情同意。排除標準：(1)有MR檢查禁忌證者；(2)合并有重要臟器嚴重障礙者[PMID：26539109]；(3)MoCA評分<26分。同時選取健康自愿者18例作為對照組，PD組和對照組受試者一般資料比較差異無統計學意義(P>0.05)(見表1)。

1.2 檢查方法 選用Philips 1.5T核磁共振儀，線圈模式為16通道頭線圈，對患者進行DTI檢測。DTI數據為：單次激發回旋波-回波平面成像序列，掃描層數70層，厚層2 mm，FOV：256 mm×256 mm。將所有檢測數據導入工作站進行圖像處理以獲得各向異性分數(Fractional Anisotropy，FA)圖，分別測量雙側海馬體3次，取其平均值。

表1 PD組和對照組的一般資料比較

2 結 果

12位PD患者的海馬體FA值與18位年齡和性別相符的正常人相比，均顯著降低。其中PD患者左側海馬體FA值(0.168±0.009)，健康志愿者為(0.195±0.010)，P<0.05；PD患者右側海馬體FA值(0.178±0.009)，健康志愿者為(0.207±0.009)，P<0.05；PD患者雙側海馬體FA值(0.173±0.009)，明顯低于對照組(0.201±0.009)，P<0.05(見圖1)。值得注意的是，不管是PD患者，還是健康對照組，左側海馬體的FA值，均低于右側海馬體(見圖2)。

A：PD與健康對照組左側海馬體FA值圖P=0.0427；B：PD與健康對照組右側海馬體FA值P=0.0219；C：PD與健康對照組雙側海馬體FA平均值，P=0.0276；Control：健康對照組 PD：PD組*P<0.05

A：健康對照組左、右側海馬體FA值比較P=0.018。B：PD左、右側海馬體FA值比較P=0.028

以上結果提示，(1)PD患者中海馬FA值較正常組的下降；(2)PD患者左側海馬體的FA值較右側海馬體的FA值下降；因此，利用DTI檢測海馬體的FA值，具有作為診斷PD認知障礙的前景。

3 討 論

PD作為以黑質致密帶中神經黑色素細胞變性為主要特征的疾病，逐漸危害著中老年人的身體健康。目前對于PD的診斷主要包括檢測路易小體，評估靜止性震顫，生物標志法，嗅覺檢查等[7]。路易小體，是指除病變以外的多巴胺能神經元外，剩余的多巴胺能神經元內形成以阿爾法-突觸共核蛋白(阿爾法-Syn)為主要成分的嗜酸性包涵體，該小體并非在所有的PD中都存在，例如，某些遺傳性PD中路易小體是缺失的[8]。靜止性震顫和嗅覺檢查等，醫生的主觀性對于判斷的結果有著十分重要的影響。生物標志物，有著準確性和精準的優點，但價格的昂貴使其被患者選擇時大大受到限制。

MR-DTI作為腦部研究工具，為診斷腦部疾病提供了更高敏感性和對比更顯著的腦部結構圖像，相對于其他診斷方式，DTI具有明顯的優勢。不同于經典的核磁共振所采用的追蹤氫原子的運動，DTI可以獲得水分子沿著神經纖維束的關于程度MD和方向性FA的定量信息。起初，DTI被用運用于阿爾茨海默病(AD)中。Sugihara等研究表明，在早期AD中，黑質致密部的頭、體及尾部的FA值較正常對照組明顯降低，對于診斷早期阿爾茨海默病提供了寶貴的價值[9]。最近，DTI也被廣泛地運用于同為腦部疾病的PD中，檢測PD主要病變部位黑質致密部[10，11]。

神經病理已經證實，PD患者的認知功能損傷的程度與海馬中路易小體的沉積程度有關。影像學研究也表明，PD患者的認知障礙與海馬結構異常有關。PD患者海馬體雙側的FA值下降，注意到海馬體的主要功能改變引起非運動癥狀(如嗅覺減退、認知障礙、焦慮等)，而肢體震顫可以通過限制PD患者的社交互動而使他們經歷更為強烈的焦慮(如尷尬和困難)，因此我們認為PD患者的認知功能損傷與其海馬體FA值得降低存在某種聯系。然而，受到樣本數量的限制，我們選擇入組的PD患者均未出現癡呆癥狀(MoCA>26分)，但是我們可見PD組的海馬FA值已經出現下降，雖然海馬體FA值的降低與認知功能損傷或其他癥狀的因果關系還有待進一步探索，但我們有理由相信，將DTI運用于檢測PD患者對于診斷PD認知障礙具有十分美好的前景。