磁共振彌散張量成像在帕金森病診斷與定量分析中的應用價值

郭龍軍，梁長華

帕金森病(PD)是一組好發于中老年群體的以情緒失常、肢體震顫等為表現的進展性神經系統變性疾病，具有進行性，易造成認知障礙、日常生活能力降低，嚴重危及中老年人群健康及生存質量[1]。該病起病隱匿，患者通常進展至出現運動遲緩、肌強直等明顯臨床癥狀時才得以確診，而此時多數患者已進入中晚期，臨床治療難度大，不良預后危險性高[2,3]。因此，前期準確診斷至關重要。近年來，磁共振彌散張量成像(DTI)作為MRI新型技術，具有診斷靈敏度高、操作便捷等優勢，已廣泛用于神經系統疾病診斷[4]。為此，本研究旨在分析DTI 在PD診斷與定量分析中的應用價值，以期為其臨床診斷與評估提供依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2017年12月-2019年10月我院收治的PD患者45例作為觀察組，其中，男27例，女18例；年齡48～80歲，平均(58.57±5.45)歲；Hoehn-Yahr分期1～2.5期(早期PD)29例，3期(中期PD)16例。納入標準：(1)均符合《中國帕金森病診斷標準(2016版)》中相關診斷標準[5]；(2)Hoehn-Yahr分期[6]1～3期；(3)均接受DTI檢查；(4)DTI檢查前1個月無相關用藥史；(5)意識清楚。排除標準：(1)腦血管病、腦外傷、感染等導致的PD；(2)惡性腫瘤、認知功能障礙、血液系統疾病、凝血功能異常、自身免疫系統疾病者；(3)合并心、肝等器質性疾病者；(4)T1WI、T2WI成像異常者。另選取我院同期健康體檢者39例作為對照組，其中，男23例，女16例；年齡49～82歲，平均(59.11±5.48)歲。兩組一般資料比較差異均無統計學意義(P>0.05)。

1.2 方 法

1.2.1 DTI檢查 兩組均接受MRI、DTI掃描檢查。采用Philips 1.5T MRI系統采集圖像，進行T1WI、T2WI、DTI成像(16通道頭線圈)，并進行3D-T1WI-FFE。T1WI主要參數：slice thickness/slice gap=5 mm/1.5 mm，TR/TE=2014 ms/24.5 ms；FOV=230 mm×230 mm；矩陣=320×224。T2WI主要參數：slice thickness/slice gap=5 mm/1.5 mm，TR/TE=6280 ms/104.2 ms；FOV=230 mm×230 mm；矩陣=320×320。DTI掃描應用平面回波技術，設置10個方向DTI，主要掃描參數：slice thickness/slice gap=2 mm/0 mm，TR/TE=9302 ms/63 ms，FOV=230 mm×230 mm，b值=0 s/mm2、800 s/mm2，矩陣=130×128。

1.2.2 圖像分析 將圖像傳輸至儀器配套分析系統，由2名高年資影像醫師按雙盲原則獨立閱片。先行圖像后處理、降噪處理，軟件生成各向異性指數(FA)及表觀擴散系數(ADC)圖，選取丘腦、黑質、腦橋、小腦上腳及中腳感興趣區(ROI)，基于3D-T1WI-FFE及解剖學手工繪制ROI，測量各ROI

的FA、ADC值，測量3次取均值，雙側ROI取均值。

2 結 果

2.1 兩組FA值比較 觀察組丘腦、黑質FA值均低于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)；兩組腦橋、小腦上腳及中腳FA值比較差異均無統計學意義(P>0.05)(見表1)。

表1 兩組FA值比較

2.2 兩組ADC值比較 兩組丘腦、黑質、腦橋、小腦上腳及中腳ADC值比較差異均無統計學意義(P>0.05)(見表2)。

表2 兩組ADC值比較

2.3 丘腦、黑質FA值對PD的診斷價值 ROC曲線分析顯示：丘腦FA值、黑質FA值診斷PD的AUC分別為0.704、0.798(均P<0.05)，具有一定診斷準確性(見表3、圖1)。

表3 丘腦、黑質FA值對PD的診斷價值

圖1 丘腦、黑質FA值診斷PD的ROC曲線

2.4 不同Hoehn-Yahr分期PD患者FA值、ADC值比較Hoehn-Yahr中期PD患者黑質FA值低于早期，丘腦ADC值高于早期，差異有統計學意義(P<0.05)；中期PD患者腦橋、小腦上腳及中腳FA值、ADC值與早期比較差異均無統計學意義(P>0.05)(見表4)。

表4 不同Hoehn-Yahr分期PD患者FA值、ADC值比較

2.5 黑質FA值、丘腦ADC值與PD患者Hoehn-Yahr分期的相關性 Pearson相關性分析顯示：黑質FA值與PD患者Hoehn-Yahr分期呈負相關(r=-0.457，P=0.002)；丘腦ADC值與PD患者Hoehn-Yahr分期呈正相關(r=0.405，P=0.006)(見圖2)。

圖2 黑質FA值、丘腦ADC值與PD患者Hoehn-Yahr分期的相關性

3 討 論

目前，神經影像學研究表明正電子發射斷層掃描(PET)、單光子發射斷層掃描(SPECT)等檢查對PD診斷敏感度較高，但費用高、存在有創性，臨床普及受限[7]。近年來，磁共振波譜成像(MRS)技術逐漸得到應用，但MRS主要檢測節點局部神經遞質，各點關系不明確，檢查過程易受相關并發癥影響，不利于疾病前期診斷。DTI作為新的功能MRI技術，相比常規序列具有成像質量好、掃描時間短、對微觀結構敏感等諸多優勢，可通過腦組織中水分子運動的各向異性來檢測微觀結構狀況[8]。中樞神經系統中水分子一般沿纖維束走行方向進行彌散運動，速度相比垂直方向快[9]。DTI可在解剖與病理層面顯示纖維束排列、走形、方向、稀疏、繞行、髓鞘等情況，評價腦白質纖維完整性。目前，DTI常用的定量評價指標有FA值、ADC值等。FA值是各向異性成分/整個擴散張量的比值，當腦組織出現軸突損傷、神經元丟失、退行性病變時，會出現FA值降低、ADC值升高[10]。Deng等[11]研究發現：PD患者黑質FA值相比健康者顯著降低[95%CI=(-0.03，-0.02)]，進一步異質性分析提示測量黑質FA值可作為潛在的PD非侵入性診斷定量標記。

本研究中，觀察組黑質、丘腦FA值均低于對照組，與翟方兵等[12]研究結果相似。分析認為：PD的病理改變主要在于黑質紋狀體系統，多巴胺能神經元的凋亡、紋狀體多巴胺遞質的減少，導致了紋狀體通路抑制，進而誘發PD系列癥狀[13]。而多巴胺能神經元在中腦黑質尤其黑質致密帶存在多，FA值可提示其受損狀況[14]。另一方面，PD患者黑質FA值降低考慮還與多巴胺能神經元丟失與異常的小膠質細胞增生、鐵沉積異常等共同影響有關[15]。

本研究進一步通過ROC曲線分析發現：丘腦FA值、黑質FA值診斷PD的AUC分別為0.704、0.798(均>0.7)，具有一定診斷準確性。提示丘腦、黑質FA值對PD具有定量診斷價值。

ADC值主要評估水分子擴散速度，相關研究表明，就組織微觀結構變化而言，ADC值靈敏度相對劣于FA，但與病情程度具有相關性[16]。本研究中，雖然觀察組丘腦、黑質、腦橋、小腦上腳及中腳ADC值與對照組比較均無統計學差異，但Hoehn-Yahr中期PD患者黑質FA值低于早期，丘腦ADC值高于早期，且黑質FA值與PD患者Hoehn-Yahr分期呈負相關，丘腦ADC值與PD患者Hoehn-Yahr分期呈正相關。提示黑質FA值、丘腦ADC值與PD病情具有相關性，表明DTI檢查可為PD前期診斷、臨床應用神經保護與修復劑等防治PD提供導向。

綜上所述，DTI對PD具有定量診斷價值，且黑質FA值、丘腦ADC值與PD病情具有相關性，能夠為PD臨床分期提供影像學支持。但本研究不足之處在于樣本量較少，未納入晚期PD患者進行分析，日后將進一步加大樣本量予以驗證。