帕金森病治療前后QSM及DKI 改變

程艷華，常 瑩，雷 杰，周宏偉，孟 姮

帕金森病(Parkinson’s disease，PD)是一種老年人常見的神經系統慢性、進行性、退變性疾病，患者的發病年齡多在60歲左右，青年帕金森病較少見[1]。目前，左旋多巴是臨床上治療帕金森病的主要藥物。左旋多巴為多巴胺前體，能通過血腦屏障進入到中樞神經系統中產生多巴胺，促進中腦黑質多巴胺能神經元退行性改變的逆轉，從而改善病情[2～5]。但是長期應用或大量應用左旋多巴會出現左旋多巴藥物藥效的減退，而且也會出現“劑末現象”、“開關現象”等并發癥。磁共振擴散峰度成像(diffusion kurtosisimaging，DKI)及定量磁敏感圖(quantitative susceptibility mapping，QSM)技術的發展，開辟了一個多元化分析微觀結構的新水平：DKI能對組織內水分子擴散特性偏離高斯分布的程度進行量化分析，比DTI能夠更加真實地描述生物組織微結構的改變；QSM是在SWI基礎上發展起來的新技術，用于定量測量組織磁敏感性。本研究主要利用QSM和DKI技術，對治療前后PD患者的各大腦深部核團QSM及MK值進行對比研究，分析磁化率、MK值與UPDRS評分的相關性，探討QSM聯合DKI對多巴胺受體激動劑治療PD療效的評估價值，為今后臨床治療提供客觀的影像學依據。

1 對象與方法

1.1 對象 本研究選取在2016年6月至2018年12月間就診于北化大學附屬醫院神經內科的帕金森病患者60例，其中男30例，女30例，平均年齡(65.44±9.45)歲；20例健康志愿者作為對照組，男10例，女10例，平均年齡(58.44±7.45)歲。納入標準為：符合國際運動障礙協會(Movement Disorder Society，MDS)2015年公布PD最新診斷標準。排除標準：①帕金森疊加綜合征和繼發性帕金森綜合征的患者；②伴有重大疾病，如腦腫瘤、外傷史、手術史等；③有掃描禁忌證的患者；④經過常規MRI掃描基底節區見異常信號者；⑤存在精神疾病或不能配合檢查者。所有的受試者都被告知這項研究的目的并簽署知情同意書。

1.2 方法 所有患者均服用美多芭，在臨床治療前及治療半年后分別應用國際統一帕金森病評定量表，依據患者的精神、行為、情緒、日常活動、運動功能、治療的并發癥等幾個方面對所有納入本研究的患者進行UPDRS評分。所有患者及志愿者均在3.0T MRI機(Ingenia；Philips，Best，the Netherlands)行DKI及QSM掃描，PD患者于治療后半年復查MRI。

1.3 圖像后處理及參數獲取 將掃描所得的DKI及QSM原始圖像以DICOM格式導出，將圖像進行預處理和分類。利用DKE軟件對DKI圖像進行后處理，獲得平均擴散峰度(mean kurtosis，MK)圖，并將參數圖導入SPINLITE軟件。利用Matlab軟件對QSM圖像進行后處理，獲得磁化率參數圖，然后將此參數圖導入Image J軟件。由2名放射科科醫師共同閱片，人工畫出感興趣區(region of interest，ROI)并進行相關參數測量。R0I分別選取雙側黑質、紅核、殼核、尾狀核、丘腦、蒼白球共6個部位。

2 結 果

2.1 治療前后各組內各核團磁化率值與MK值比較 治療前組與治療后組各組內各核團磁化率值與MK值均無側別差異(P>0.05)。

2.2 60例PD患者治療前后的UPDRS評分比較 患者經過半年美多芭治療后，UPDRS評分值顯著低于治療前，差異有統計學意義(P<0.05)(見表1)。

表1 患者治療前后的UPDRS評分比較

2.3 PD患者與對照組各核團磁化率值比較 患者治療前雙側黑質、紅核、殼核、尾狀核、蒼白球磁化率值明顯高于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)；患者治療半年后，雙側黑質、紅核、殼核、尾狀核、丘腦及蒼白球的磁化率值均有下降趨勢，其中雙側黑質、殼核下降明顯，差異有統計學意義(P<0.05)(見表2)。

表2 患者治療前后雙側大腦半球各核團的磁化率值比較

2.4 PD患者與對照組各核團的MK值比較 患者治療前雙側黑質、左側紅核、左側尾狀核、雙側丘腦MK值與正常組比較，明顯升高，差值有統計學意義(P<0.05)；患者在治療后左側黑質、紅核、右側黑質的MK值相比于治療前有了明顯的提升，差異有統計學意義(P<0.05)(見表3)。

表3 患者治療前后雙側大腦半球各核團的MK值比較

2.5 UPDRS評分與磁化率值、MK值的相關性分析 患者UPDRS的評分與左側殼核磁化率值有明顯的相關性(P<0.05)，與其他核團的磁化率值、MK值均無明顯相關性(P>0.05)(見表4)。

表4 UPDRS評分與磁化率、MK值的相關性

3 討 論

帕金森病是一種常見的慢性神經變性病，其發病率在逐年上升，其病理變化主要為黑質和紋狀體通路中多巴胺能神經元的變性、凋亡，多巴胺含量減少，部分殘存的神經細胞內形成路易小體[3]。多巴胺不僅僅參與運動功能的調節，還是調節情感活動的重要神經遞質之一，它的濃度降低會引起快感缺失、情感淡漠和意志活動減少。很多研究表明[6，7]，PD患者抑郁的嚴重程度與邊緣系統內DA含量減少相關。臨床常用美多芭治療帕金森。本研究中的PD患者應用美多芭治療半年后UPDRS評分明顯降低(見表1)，治療后雙側黑質、殼核磁化率值明顯下降(見表2)，并且左側殼核的磁化率值和患者UPDRS的評分有明顯的相關性，說明藥物治療有效。

帕金森患者黑質中鐵的過量沉積與病理改變密切相關，而且隨著病情的加重，鐵沉積量越大。MRI可以定量測量鐵的含量，常用的指標有：橫向弛豫時間(T2)、有效橫向弛豫時間(T2*)、橫向弛豫率(R2)、磁敏感成像(susceptibility weightedimaging，SWI)、及定量磁敏感圖(quantitative susceptibility mapping，QSM)等[8]，QSM是基于臨床研究需，在SWI基礎上發展起來的新技術，通過對相位信息移除背景場、解纏繞等預處理，并使用特殊的重建方法，重建出磁化率圖像，用于定量測量組織磁敏感性的技術[9]，磁化率值的測量不僅能對某些腦區鐵濃度進行精準定量分析，而且具有較高的靈敏性及特異性，大量研究證實磁化率值與鐵含量高度線性相關，QSM是監測腦鐵含量的有力工具[10～12]。本研究中60例PD患者治療前雙側黑質、紅核、殼核、尾狀核、蒼白球磁化率值明顯高于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)(見表2)，并且，患者服用美多芭半年后雙側黑質、紅核、殼核、尾狀核、丘腦及蒼白球的磁化率值均有下降趨勢，其中雙側黑質、殼核下降明顯，差異有統計學意義(P<0.05)(見表2、圖1)，左側殼核的磁化率值和患者UPDRS的評分有明顯的相關性(P<0.05)(見表4)。另有研究[1]表明腦內鐵含量的多少也與PD患者的病程、UPDRS評分呈正相關，由此也可以得出PD患者的腦深部核團的磁化率值與患者的病程、UPDRS評分具有相關性，這與本研究的結論是一致的。

A、B為右側黑質MK值偽彩圖，治療前MK值為0.77，治療后MK值為1.44；C、D為QSM基底節區層面，治療前左側殼核磁化率值為0.111，治療后左側殼核磁化率值為0.058

DTI技術是在假設水分子在生物組織中的擴散按高斯概率分布，DKI是在高b值DWI的基礎上對DTI技術的延伸。然而，生物組織中的水分子經常表現為非高斯擴散，因為它會受到細胞膜、細胞器等這些擴散屏障的限制，所以DTI并不能夠完全描述生物組織的微觀結構。而DKI引入了峰度概念，能對組織內水分子擴散特性偏離高斯分布的程度進行量化分析，比DTI能夠更加真實地描述生物組織微結構的改變。與DTI比較，DKI能夠提供更多的擴散參數，如MK、AK、RK、MD及FA[13]，其中，平均彌散峰度(mean kurtosis，MK)被認為是組織微結構復雜程度的指標，其大小取決于ROI內組織結構的復雜程度。正常人腦組織各部位結構復雜程度不同，MK值有所不同。PD患者MK值增加，可能是因為炎癥導致大量的膠質細胞和細胞因子激活程度大于神經元的丟失，致使局部腦組織微結構的復雜程度增加[14，15]。本研究顯示，患者治療前雙側黑質、左側紅核、左側尾狀核、雙側丘腦MK值與正常組比較，明顯升高，差值有統計學意義(P<0.05)(見表3)，患者在治療后左側黑質、紅核、右側黑質的MK值相比于治療前有了明顯的提升(見表3、圖1)，治療后UPDRS評分雖明顯降低。但既往的研究[16，17]發現，黑質中MK值升高可用于診斷PD，尤其是對早期PD診斷的特異性能達到90%，與本文結論不同，考慮原因如下：①本文病例數較少；②患者的病程長短不一，有的可能是早期，有的可能是晚期，對于帕金森病晚期患者藥物治療的療效還有待進一步研究；③用藥時間比較短，可再設置1 y后復查，短時間的藥物治療能否改變局部腦組織的微細結構還有待進一步研究。

綜上所述，帕金森病患者經美多芭治療后，臨床癥狀較治療前有所好轉，UPDRS評分降低。通過QSM聯合DKI對美多芭治療帕金森病療效的評估，可以有效地評估患者的病情，為臨床提供精準、量化的治療依據。