磁敏感加权成像定量测量在鉴别诊断帕金森病和血管性帕金森综合征中的应用

王 慈 WANG Ci

范国光1 FAN Guoguang

徐 克1 XU Ke

刘 芳1 LIU Fang

孙文阁1 SUN Wenge

罗晓光2 LUO Xiaoguang

2.中国医科大学附属第一临床医院神经内科 辽宁沈阳 110001

帕金森病（PD）和血管性帕金森综合征（VPS）是中老年人比较常见的中枢神经系统疾病，二者常有类似的震颤、肌强直、运动缓慢等进行性运动功能障碍，临床上容易混淆，且PD也可以与脑梗死并存，因此对于PD和VPS的鉴别诊断尚无客观的检查方法。磁敏感加权成像（SWI）作为近年来新发展起来的MRI技术，是一种具有长回波时间、三个方向上均有流动补偿的梯度回波序列，对铁、静脉结构和血液代谢物极其敏感[1]，目前应用SWI测量在国内外已有报道。本研究旨在通过对PD、VPS患者以及正常对照者在SWI上测量锥体外系各核团相位值，探讨SWI对PD和VPS的诊断及鉴别诊断价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 2010-04～12中国医科大学附属第一临床医院40例神经内科门诊及住院PD及VPS患者，均符合全国锥体外系疾病讨论会制订的诊断标准，并由对PD和VPS具有诊治经验的2名神经内科专家（具有执业医师资格证书，并专门从事PD以及VPS研究达10年以上）共同评定，排除药毒物、创伤、脑血管病或其他原因引起的帕金森综合征以及具有运动障碍等疾病家族史的患者；PD组20例，其中男10例，女10例；年龄46～84岁，平均（67.25±10.65）岁；病程0.5～10年，平均（2.80±2.80）年；Hoehn&Yahr分级[2]：Ⅰ～Ⅱ级7例，Ⅲ级7例，Ⅳ级6例。VPS组20例，病例选择以对脑血管病变具有诊治经验的神经内科专家评定为主，所有研究对象均为右利手；其中男10例，女10例；年龄47～81岁，平均（68.63±9.90）岁；病程0.5～8 年，平均（3.20±2.19）年；Hoehn&Yahr分级：Ⅰ～Ⅱ级8例，Ⅲ级6例，Ⅳ级6例。健康对照组20例，其中男10例，女10例；年龄41～85岁，平均（66.30±11.37）岁；纳入标准：右利手；常规体检正常，临床及磁共振检查未见异常；无中枢神经系统疾病史；无吸毒、吸烟以及酗酒史；无长期服用可影响神经系统药物以及食物史；无家族遗传病史。三组年龄、性别分布基本一致（P＞0.05）。

1.2 仪器与方法 采用GE 3.0T磁共振成像系统，使用正交头线圈，自旋回波序列（SE），轴位T1WI(TR 635ms、TE 23.4ms)，轴位 T2WI(TR 4600ms、TE 110ms)及FLAIR序列（TR 9602ms、TE 117ms），层厚5.0mm，层间距1.5mm，各横轴位MR扫描定位层面相同,加做SWI(ESWAN)序列，成像参数：SWI序列：TR 34.0ms，TE 20.0ms，带宽 41.67Hz，矩阵 448×448，层厚2.0mm，间距0，视野（FOV）24mm，激发角度15°。

1.3 图像处理及数据测量 将扫描所获图像传入GE adw4.4工作站上，根据SWI相位图，在轴位上用鼠标测量锥体外系各核团，包括红核（RN）、黑质网状带（SNr）、黑质致密带（SNc）、苍白球（GP）、壳核（PUT）以及尾状核（CN）相位值，所有病例各感兴趣区的相位值均采用盲法测量，由2位放射科医师分别在不同时间独立进行测量，重复3次，取平均值（图1、2）。

图1、2 锥体外系各核团SNc、SNr、RN、GP、PUT以及CN轴位SWI图像相位值测量。ROI：感兴趣区；Avg：平均数；Dev：标准差；图1中1、2代表双侧SNr，3、4代表双侧SNc，5、6代表双侧RN，图2中1、2代表双侧PUT，3、4代表双侧GP，5、6代表双侧CN

1.4 统计学方法 采用SPSS 13.0软件进行分析，数据以表示，经正态性检验后，组间比较采用方差分析；相关性采用Pearson相关分析，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 三组各核团相位值比较 VPS组与对照组各核团相位值比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）；PD组与VPS组及对照组SNc相位值、GP相位值、PUT相位值差异均有统计学意义（P＜0.01），影像上可见PD组较VPS组及对照组SNc宽度变窄，VPS组较对照组SNc宽度未见明显差异（图3～5）；PD组、VPS组及对照组SNr相位值、RN相位值及CN相位值比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）（表1）。

图3～5 PD患者、VPS患者以及正常对照者脑轴位SWI图像SNc宽度测量

表1 对照组及PD组、VPS组锥体外系各核团相位值比较 （）

表1 对照组及PD组、VPS组锥体外系各核团相位值比较 （）

注：（1）与对照组比较，P＜0.01；（2）与VPS组比较，P＜0.01。SNc：黑质致密带；SNr：黑质网状带；RN：红核；GP：苍白球；PUT：壳核；CN：尾状核

2.2 各级PD患者及VPS患者各核团相位值比较各级PD患者及VPS患者RN相位值之间差异均无统计学意义（P＞0.05），各级PD患者CN相位值之间差异均无统计学意义（P＞0.05）。各级PD患者SNc相位值、GP相位值及PUT相位值之间差异均有统计学意义（P＜0.01），与对照组比较差异均有统计学意义（P＜0.01）；各级PD患者SNr相位值之间差异均有统计学意义（P＜0.05），但Ⅰ～Ⅱ级PD患者与对照组SNr相位值之间差异无统计学意义（P＞0.05）。Ⅰ～Ⅱ级与Ⅲ级VPS患者各感兴趣区相位值之间差异均无统计学意义（P＞0.05），与对照组比较差异均无统计学意义（P＞0.05）；Ⅳ级与Ⅰ～Ⅱ级VPS患者SNc相位值、PUT相位值及CN相位值之间差异均有统计学意义（P＜0.01）；且Ⅳ级VPS患者与对照组比较，差异均有统计学意义（P＜0.01）；Ⅳ级与Ⅰ～Ⅱ级VPS患者SNr相位值及GP相位值之间差异均有统计学意义（P＜0.05），并且Ⅳ级VPS患者与对照组比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）（表2）。

2.3 PD组和VPS组各核团相位值与Hoehn&Yahr分级相关性分析 PD组SNc、SNr、GP和PUT相位值均与Hoehn&Yahr分级呈负相关（r＝－0.803、 －0.814、－0.892、－0.887，均P ＜0.01）。VPS组 SNc和PUT相位值均与Hoehn&Yahr分级呈负相关（r＝0.561、－0.547，均P＜0.01）；SNr、GP和 CN相位值与Hoehn&Yahr分级呈负相关（r＝－0.417、－0.450、－0528，均 P＜0.05）。

表2 不同Hoehn&Yahr分级PD患者和VPS患者锥体外系各核团相位值比较 （）

表2 不同Hoehn&Yahr分级PD患者和VPS患者锥体外系各核团相位值比较 （）

注：PD患者Ⅰ～Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级相互间比较，（1）P＜0.05，（2）P＜0.01；VPS患者Ⅰ～Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级相互间比较，（3）P＜0.05，（4）P＜0.01。SNc：黑质致密带；SNr：黑质网状带；RN：红核；GP：苍白球；PUT：壳核；CN：尾状核

3 讨论

黑质位于中脑被盖与大脑脚底之间，见于中脑全长，是中脑中最大的细胞核团。黑质在解剖上分为两部分，从中脑的横轴面上看，即SNr以及位于SNr和RN之间的SNc。黑质细胞富含黑色素，是脑内合成多巴胺的主要核团，在生理状态下，SN是调节运动的重要中枢。纹状体是基底神经节的主要组成部分，包括PUT、GP和CN。纹状体属于锥体外系结构，与骨骼肌的活动有关。纹状体与SN在结构与功能上紧密相连，其中GP是纤维联系的中心，CN、PUT以及SN均发出纤维投射到GP，而GP也发出纤维与SN相联系。

VPS的主要病变位于基底节区，是由于基底节区存在的血管病变破坏纹状体系统的多巴胺突触及突触后结构，使黑质纹状体通路、基底节与皮质联系通路受损，影响多巴胺系统的功能，导致多巴胺-乙酰胆碱动态失衡，从而引发类似PD的临床表现[3]。PD的主要病理学改变是来自黑质区特别是SNc多巴胺能神经元（DA）变性、丢失，导致DA合成减少，使纹状体DA含量降低，抑制胆碱能的功能减低，黑质-纹状体通路多巴胺能与胆碱能神经功能平衡失调，胆碱能神经元活性相对增高，并逐渐导致整个基底节功能紊乱，从而影响锥体外系的运动控制功能。

VPS是由脑血管病变导致的具有典型PD表现的一类综合征，其起病隐袭，患者既往有高血压病史以及卒中史，症状改善后继之出现帕金森综合征。VPS以少动-强直为主，常伴有锥体束受损，几乎不伴有静止性震颤。而PD是一种中老年人常见的缓慢进行性神经系统变性疾病，以震颤或震颤-少动-强直为主。因此，有无静止性震颤可作为二者的主要鉴别之一，但少数VPS也可出现震颤，并且对于这两类疾病的早期患者，在临床上常自觉无症状，使VPS和PD仅从临床症状和体征上鉴别有时困难。而在影像学检查上，VPS的CT和MRI主要表现为基底节区的腔隙性梗死灶，PD的检查大多无特异性改变，但部分PD也可以与腔隙性梗死并存，因此对于PD和VPS的鉴别诊断，传统的检查方法也不能作为其客观的评估手段。

MRI较其他成像设备的主要优势体现在可进行任意方位成像，准确定位病变，可采用多种成像手段显示同一结构，有利于病变的定性诊断，且无辐射损伤，但由于常规的MRI扫描层厚，信噪比低，导致图像分辨率低，对锥体外系结构显示不清晰，因此扫描结果并不理想。但SWI的出现使磁共振成像在PD和VPS的诊治应用上提供了新的可能。SWI具有三维、高分辨力、高信噪比等特点，其基于不同组织间磁敏感性的差异，形成不同于以往的常规序列，是可以反映组织磁化属性的对比增强技术[1,4,5]。

SWI能够提供确切信息以实现更快、更准确的诊断。这主要是因为磁性物质在脑组织中沉积会导致组织的磁性产生变化，因其磁化率较大致使磁敏感性也较大，从而引起局部磁场不均匀，导致周围空间相位发生改变，因此富含这些物质的区域可被SWI序列敏感地显示为低信号[6]。目前SWI主要用于中枢神经系统疾病，一方面可以清晰显示体内铁、钙等顺磁性物质情况，并可用来提示与之异常沉积有关的PD等神经系统变性疾病存在的依据；另一方面对脑内异常的静脉结构与血液代谢疾病的诊断也具有明显优势，如脑血管畸形、脑肿瘤及脑外伤[1,5]。有学者通过常规MRI研究PD和VPS，但多集中于SNc宽度[7]，而对于锥体外系其他核团的相关测量却鲜有报道，主要因为这些核团本身体积较小，信号强度不一致，致使它们相互之间以及与周围结构没有明确的界限，不易进行测量。而通过SWI序列所显示出的图像，锥体外系各核团轮廓清晰，边界易于描绘，且容积效应小，因此可得到较为精确的测量结果。

本研究结果显示，PD患者SNc、PUT及GP相位值较对照组和VPS患者明显下降，并且PD患者在早期（Hoehn&Yahr Ⅰ～Ⅱ级）上述相位值已经降低，随病情加重更加降低；虽然PD患者SNr相位值较对照组和VPS组无明显差异，但是在中晚期（Ⅲ、Ⅳ级）其相位值也开始降低。PD患者相位值降低的病理机制可能与铁的异常沉积密切相关[8]。目前已有大量研究报道，PD患者可出现脑铁代谢紊乱、脑内铁含量增加，SN铁增加可诱导自由基参与多巴胺能神经元变性[9]，即在细胞质中，铁蛋白分解还原成游离的二价铁，触发氧化应激，与内源性的过氧化氢反应生成毒性较大的羟自由基，通过氧化神经膜类脂，破坏损伤DA神经元膜功能或直接破坏细胞DNA，最终导致神经元变性，DA含量减少；同时还可促进α-synuclein随着路易（Lewy）包涵体的沉积而聚集[10]。而对于GP和PUT，主要原因可能是因为它们接受大部分SN多巴胺能神经元纤维的投射，病理学研究结果也发现PUT和GP的DA含量减少，以PUT最为明显。本研究结果与Zhang等[11]的结果部分一致，提示PD患者SN区由于铁质沉积所造成的相位改变，与年龄、性别匹配的对照组差异有统计学意义（P＜0.05），即PD患者与对照组SN之间存在铁沉积分布的差异，并且随着PD病情的逐渐加重，相应部位的相位值越小，铁含量累积越多，而且通过动物实验也可以证实SN区可见中到大量的铁质沉积[12]。

VPS患者各感兴趣区相位值无明显降低，仅在病情晚期（Ⅳ级）除RN外各相位值轻度降低，其原因可能是由于VPS以腔隙性梗死为主，病变多位于双侧基底节区，其累及频率顺序为：壳核、半卵圆中心、丘脑、尾状核、侧脑室旁、中脑、苍白、内囊、桥脑、脑叶[3]，部分腔隙性梗死可能引起出血，而SWI能显示极少量出血产生的效应，并且随病情加重，腔隙性梗死数目逐渐增多，范围逐渐扩大，使纹状体DA受体遭到破坏，而对于VPS，其SNc黑质细胞的损害又多为继发性的，所以均发生较晚、程度较轻，相当于PD患者早期的改变程度。

本研究与相关报道[13]存在一定差别，其可能影响因素是：①磁场强度，对于试验的信噪比较有意义，与低场相比，高场更具优势。②样本量及样本条件。疾病组患者样本量过小，结果涉及范围较窄，可能反映不出一些特殊的患者，而对照组虽然遵循各项量表评分标准，在正常分值内，但并不能完全排除其家族史以及其他脑病史。③性别。与男性相比，女性周围铁水平相对较低。④年龄。随着年龄的不同，正常人脑铁沉积会有所差别。Harder等[14]证实深部灰质核团SWI信号随年龄增加而减低，也有报道采用SWI校正相位图可证明相位值的变化与脑铁随年龄增长而呈现的变化规律一致[15,16]。⑤发病持续时间等。由于本研究所涉及的病程例数有限且较为分散，故未包含在内。

综上所述，SWI可以对PD和VPS提供较为准确和优质的影像信息，为疾病的诊断、鉴别诊断提供借鉴。

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