磁敏感加權成像在肝豆狀核變性中的應用價值

李月紅，陸曉培，羅生輝，陳 杰，陳步樞，林賽珍

肝豆狀核變性是一種常染色體隱性遺傳性代謝障礙疾病，致病基因ATP7B 發生突變導致銅離子蓄積于肝臟、腦、腎臟等多個器官，引起各種臨床癥狀，且多于青少年起病［1］; 肝臟損害表現多出現較早，而神經系統癥狀常出現較晚［2-3］。肝豆狀核變性病人早期診斷及治療預后相對較好，但神經系統癥狀嚴重影響病人工作及生活質量，積極干預治療有助于改善病人生活質量［4］。故早期診斷與評估腦組織病變對肝豆狀核變性治療具有重要意義。結合相關研究發現，肝豆狀核變性病人可能同時存在銅、鐵代謝異常，導致銅、鐵沉積于腦部不同組織，引起神經系統癥狀［5-6］，且研究認為銅、鐵均屬順磁性物質，故本研究應用磁敏感加權成像( SWI) 對相關腦區( 蒼白球、殼核、黑質、紅核) 相位圖進行定量分析，探討SWI 在肝豆狀核變性中診斷及監測病情的應用價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象 收集 2017 年 4 月—2018 年 9 月確診為肝豆狀核變性病人12 例，其中男8 例，女4 例。入組病例均符合肝豆狀核變性診斷標準［7］: 有緩慢進行性神經精神癥狀或( 和) 肝病癥狀; 銅藍蛋白＜0.2 g /L，24 h 尿銅＞100 μg，角膜 K-F 環陽性，有陽性家族史，ATP7B 基因突變基因檢測。同時選取與肝豆狀核變性組年齡、性別匹配的健康志愿者12名作為正常對照組。

1.2 MRI 掃描及圖像分析 使用德國西門子公司生產的Magnetom Trio 3.0T 超導型磁共振成像儀，采用頭顱表面線圈作為發射和接收線圈。采用經正中矢狀面，平行于前后連臺聯線; MR掃描序列包括常規序列+SWI 序列掃描; SWI 序列參數如下: TR 28 ms，TE 20 ms，翻轉角 15 deg，層厚 1.2 mm: 間距 0 mm，矩陣221×320; FOV 230 mm×173 mm。得到 SWI 相位圖、磁矩圖及生成的SWI 圖和MIP 圖。所得圖像導入Leonado 工作站，根據校正后相位圖像，由兩位神經放射科醫師手動測量雙側蒼白球、殼核、黑質、紅核部位順磁性物質沉積部位的相位值，測量選取核團最大成面，最后取其兩者平均值，相位值計算公式為f( X) =X ×π / 4096( X表示所測得的值) ，測量相位值以均數±標準差( x ±s ) 表示。測量時盡可能避開腦脊液、血管、鈣化等結構，以免影響測量準確度。

1.3 統計學處理 應用SPSS 19.0 軟件包進行數據處理和統計學分析。兩組雙側蒼白球、殼核、黑質、紅核相位值的計量資料以均數±標準差( x ±s ) 表示，采用兩個均數獨立樣本t 檢驗; 利用雙變量Spearman 相關分析評估腦部核團相位值與改良 Goldstein 臨床分級之間的相關性。以P ＜0 . 0 5 為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 兩組一般資料比較( 見表1)

表1 兩組一般資料比較

2.2 兩組腦區相位值比較 與對照組比較，病例組雙側蒼白球、殼核、右側黑質、左側紅核差異均有統計學意義( P ＜0.05) 。詳見表 2、圖 1。

表2 兩組腦區相位值比較( x ±s )

圖1 蒼白球、殼核、黑質、紅核相位值

2.3 病例組腦區相位值與改良Goldstein 臨床分級的相關性分析 病例組雙側蒼白球、殼核、黑質紅核與改良Goldstein 臨床分級無相關性，詳見表3。

表3 病例組腦區相位值與改良Goldstein 臨床分級的相關性分析

3 討 論

肝豆狀核變性是一種常染色體隱性遺傳的銅代謝障礙疾病，有研究證實，肝豆狀核變性致病基因已明確位于 13q14.3 的 ATP7B 基因［8］。ATP7B 基因編碼為P 型銅轉運ATP 酶，該酶在銅轉運過程中至關重要，基因突變導致轉運蛋白合成障礙，造成銅的轉運及排出障礙，沉積到人體其他組織器官，如大腦、角膜、腎臟、心臟及骨骼等，導致銅過量負荷，引起一系列的臨床癥狀［1］。相關研究發現，肝豆狀核變性病人同時存在鐵代謝障礙，因腦組織對銅、鐵親和力不同，銅、鐵多易于沉積于基底節區、中腦、丘腦等部位，如豆狀核、黑質、紅核、齒狀核等區域［9-10］，且上述區域均與運動區域相關，肝豆狀核變性病人神經系統癥狀主要包括震顫、共濟失調和肌張力障礙等錐體外系癥狀表現［11］。

SWI 是一種新發展的磁共振成像技術，不同組織的磁敏感性不同是其成像基礎，該技術在傳統GRE-T2* WI 基礎上，采用全新的長回波時間、完全流動補償、三維梯度回波進行數據采集，增加磁矩圖的對比和組織間的磁敏感差異，使磁敏感效應的敏感性最大化。銅、鐵均屬于順磁性物質，磁化率較大，引起局部磁場發生改變，導致質子去相位和相位值降低，在SWI 圖及校正相位圖上均呈低信號改變［12］。

本研究應用SWI 對肝豆狀核變性病人及健康對照組蒼白球、殼核、黑質、紅核進行性定量分析，發現與對照組比較，肝豆狀核變性病人雙側殼核、蒼白球、右側黑質、左側紅核顯著降低，其結果與既往研究相似，考慮與銅、鐵在該相位值區域沉積相關［13-14］。雙側蒼白球、殼核與對照組相位值比較，差異均有統計學意義( P ＜0.05) ，考慮兩者是肝豆狀核變性病理早期損害部位，可能與銅、鐵對該組織親和力更強有關［9］; 單側黑質、紅核與對照組相位值比較，差異均有統計學意義( P ＜0.05) ，考慮肝豆狀核變性病理損害具有不對稱性，偏側化的具體機制目前尚不明確。

肝豆狀核變性病人雙側殼核、蒼白球、黑質、紅核相位值與改良Goldstein 臨床分級之間無相關性，考慮銅、鐵沉積于基底節神經核團引起繼發神經細胞毒性水腫、變性、壞死及神經膠質的增生［15-16］; 臨床癥狀與神經組織損害相關，而與銅、鐵沉積量無相關性。結合一項研究發現，肝豆狀核變性病人經曲恩汀正規驅銅治療后，神經系統癥狀及肌張力障礙加重，復查MRI提示T2WI 上病灶范圍較治療前擴大，提示病情有所進展，此時SWI 上基底節區低信號無改變［17］。結合該研究結果提示改善肝豆狀核變性病人神經系統癥狀，單純驅銅治療可能存在不足，應更加重視神經保護治療。腦深部核團雙側殼核、蒼白球、右側黑質、左側紅核SWI 相位值可能作為診斷肝豆狀核變性腦部病變的依據。腦區SWI 的相位值不能作為評估病情嚴重程度的依據。