同时应用DTI与ESWAN两种新技术对早期帕金森病的诊断价值

陈燕生，方　元，郑　涛，杜　丹，黄松涛，刘兰祥

（秦皇岛市第一医院核磁科，河北秦皇岛　066000）

技术方法

同时应用DTI与ESWAN两种新技术对早期帕金森病的诊断价值

陈燕生，方元，郑涛，杜丹，黄松涛，刘兰祥△

（秦皇岛市第一医院核磁科，河北秦皇岛066000）

DTI；ESWAN；帕金森病；诊断

近年来，随着磁共振新技术的不断发展，磁共振扩散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）及多回波采集T2*加权三维梯度回波（enhanced T2*star weighted angiography， ESWAN）技术能够实现无创性监测黑质致密部的病理变化，但目前同时应用这两种新技术对早期帕金森病（Parkinson’s disease，PD）的诊断研究报道甚少。本研究同时应用DTI及ESWAN两种新技术，尝试对黑质致密部细化测量，探讨FA值及T2*值对早期帕金森病诊断的的价值。

1　资料与仪器

1.1一般资料早期帕金森组：早期帕金森患者20例（Hoehn&Yah分期Ⅰ-Ⅱ期，无服用抗帕金森用药病史），男9例，女11例；正常对照组：正常体检者28例，男、女各14例。两组年龄范围：53-83岁。

1.2设备及应用序列Signa EXCIIE 1.5T超导型磁共振机，8通道头颈联合线圈 （GE公司，美国）。序列参数T2WI：TR/TE=4500/102ms；DTI：TR/TE=10000/84.5ms，扩散敏感场施加方向为25；ESWAN：TR/TE=27/20 ms，b值（0，1000s/mm2）

2　方法

2.1扫描方法T2WI序列以胼胝体膝部至压部最下缘连线作为顶线，从上至下，层厚3mm，无间隔，连续扫描20层；DTI序列：复制T2WI序列层数、层厚、层间距；ESWAN序列：复制DTI序列扫描范围。

2.2感兴趣区（ROI）划分方法⑴应用GE ADW4.3版FUNCTOOL软件对DTI及ESWAN序列进行图像后处理，并分别与T2WI图像融合；⑵在融合图像上选取黑质致密部最清晰层面并放大（图1.a），手工勾勒出黑质致密部轮廓（图1.b）；⑶从黑质致密部头至尾侧将其依次平均划分为6个等大圆形感兴趣区（图1.c）。⑷将其中单侧1-2、3-4、5-6 ROI的FA值（T2*值）分别合并，分别代表黑质致密部头、体及尾部FA值（T2*值）；将其中1-6合并代表黑质致密部总FA值（总T2*值）。

图1　感兴趣区划分方法

2.3分析方法的建立⑴左、右侧相同感兴趣区合并帕金森组与对照组组内各部位（黑质致密部头部、体部尾部及黑质致密部）左、右侧兴趣区的FA值之间无差异（P＞0.05），T2*值之间无差异（P＞0.05），将各部位左右侧兴趣区的FA值合并，T2*值合并，分别代表各感兴趣区FA值及T2*值（表1-2）。⑵将帕金森病与正常对照组黑质致密部FA值及T2*值进行ROC曲线分析，测量双侧黑质致密部FA值及T2*值诊断帕金森病的敏感性及特异性。⑶将帕金森病组与正常对照组黑质致密部头、体尾部FA值进行ROC曲线分析。

表1　帕金森组与对照组双侧黑质致密部头、体、尾部感兴趣区FA值比较

表2　帕金森组与对照组双侧黑质致密部头、体、尾部感兴趣区T2*值比较

3　结果与分析

3.1双侧黑质致密部FA值与T2*值ROC曲线分析 FA值对早期帕金森病诊断的敏感性及特异性分别为92.9% 70%，曲线下面积为0.886；T2*值敏感性及特异性分别为85.7%、50%，曲线下面积为0.714（图2）。可见应用DTI及ESWAN技术测量黑质致密部总FA值与总T2*对早期帕金森病诊断均具有很高的的敏感性，因为磁共振弥散加权成像（DWI）是在弥散加权成像基础上发展起来的，能三维空间定量分析活体组织内水分子自由扩散速率及方向的一种新技术，可以很好地评估组织结构的完整性和连续性。在帕金森病中当多巴胺细胞发生退变、缺失及胶质细胞形成时，会导致相应区域功能及结构的变化，影响到该区域水分子的弥散运动，进而表现为FA值的变化，WI是在分子水平反映疾病的早期病理改变。磁敏感加权成像技术（ESWAN）是一组利用组织磁敏感性不同而成像的技术，完全流动补偿3D梯度回波扫描可同时获得相位图及幅值图两组原始图像，且与所对应的解剖位置完全一致。相位加权成像可以比较好地反映组织间的磁敏感性差异对比序列，可以对非血红素铁的显示相对更加清晰。

但FA值的敏感性及特异性均略高于T2*（图2），分析原因：⑴当细胞发生变性或坏死时，局部区域水分子自由扩散速率与方向发生变化，DTI技术可以直接定量检测这种水分子的变化［1-2］。T2*值的测量是通过铁含量的多发提示局部病变的发生，是间接提示早期帕金森病的发生。⑵不同场强MR机测出同一区域的T2*值存在明显差异［3］，而DTI技术所测FA值相对受磁共振机场强影响较小，故FA值测量较T2*值测量对早期帕金森病诊断更准确。

图2　双侧黑质致密部FA值与T2*值ROC曲线分析

3.2双侧黑质致密部头、体、尾部FA值ROC曲线分析

双侧黑质致密部头、体、尾部FA值曲线下面积分别为0.814、0.818、0.786（图3）。早期PD黑质致密部头部及体部FA值降低较体部及尾部更明显（表1）。这与国外学者Vaillancourt等［4］认为早期PD黑质尾部FA值降低更显著存在差异，可能是因为Vaillancourt等研究所选取的黑质感兴趣区包含了黑质致密部、黑质网状部及部分大脑脚纤维成分，而本研究选取的头、体、尾部ROI主要集中在黑质致密部。

图3　双侧黑质致密部头、体、尾部FA值ROC曲线分析

4　结论

近年来，尽管很多国内外学者将磁共振DTI或ESWAN技术应用到对帕金森病诊断的研究中， 发现帕金森病人中黑质区FA值或T2*值均发生了变化，如：L-L Chan等［1］及Yoshikawa等［2］均发现帕金森病组黑质区FA值较正常对照组降低；汤敏等［5］研究发现：帕金森组黑质区T2*值较正常组明显减低；特别是Vaillancourt等研究发现，早期帕金森病双侧黑质致密部FA值均降低，且黑质尾部降低更显著，其区分早期帕金森组与对照组的敏感性与特异性均达到100%。但目前同时应用两种新技术对早期帕金森病诊断的研究报道甚少。本研究同时应用DTI及ESWAN两种新技术弥补了这种不足。首先，研究通过图像融合的方法将DTI与ESWAN后处理之后与T2WI图像融合，在T2WI图像上黑质致密部最清晰层面间接测量FA值及T2*值。在T2WI图像上更容易找到黑质致密部与网状部及红核的分界区，因此在T2WI图像上勾画的感兴趣区可以保证实验测得的数据更精准；同时，图像融合后，在T2WI图像上测量FA值与T2*值，可以保证FA值与T2*值之间尽量匹配。其次，将黑质致密部进行细化。在勾画黑质致密部头、体、尾部感兴区时，没有直接将黑质致密部划分成三部分，而是在黑质致密部区内从头侧至尾侧划分成6个等大圆形感兴趣，两两感兴趣区数值合并，分别代表黑质致密部的头、体、尾部的感兴趣区FA值或T2*值。这种将黑质致密部细化的测量方法可以尽量避免边界区的容积效应，使感兴趣数据更精准。

［1］Chan LL， Rumpel H， Yap K， et al. Case control study of diffusion tensor imaging in Parkinson's disease［J］. J Neurol Neurosurg Psyc hiatry，2007，78（12）：1383-1386.

［2］Yoshikawa K，Nakata Y，Yamada K，et al.Early pathological changes in the parkinsonian brain demonstrated by diffusion tensor MRI［J］.J Neurol Neurosurg Psychiatry，2004，75（3）：481-484.

［3］Ordidge RJ，Gorell JM，Deniau JC，et a1.Assessment of RelativeBrain Iron Concentrations UsingT2-Weighted and T2*-Weighted MRI at 3 Tesla［J］.Magn Reson Med，1994，32（3）：335-341.

［4］Vaillancourt DE，Spraker MB，Prodoehl J，et al.High-resolution diffusion tensor imaging in the substantia nigra of de novo Parkinson disease［J］.Neurology，2009，72（16）：1378-1384.

［5］汤敏，焦俊，沈桂权，等.帕金森病深部灰质核团MR T2值的初步研究［J］.临床放射学杂志，2010，29（3）：303-306.

R445.2

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1004-6879（2015）06-0511-03

2015-05-11