很可能的散发型Creutzfeldt-Jakob病脑葡萄糖代谢统计参数图分析

郭 喆 GUO Zhe王瑞民 WANG Ruimin

论著

很可能的散发型Creutzfeldt-Jakob病脑葡萄糖代谢统计参数图分析

郭 喆1GUO Zhe
王瑞民2WANG Ruimin

作者单位1. 南京医科大学第一附属医院核医学科 江苏南京 210029 2.解放军总医院核医学科 北京 100853

目的分析临床诊断为很可能的散发型Creutzfeldt-Jakob病（sCJD）患者的脑FDG PET/CT影像，总结其显像特点，并通过统计参数图（SPM）分析sCJD患者的受影响脑区，为临床早期诊断提供辅助影像学方法。资料与方法7例患者根据WHO标准及2009年临床诊断标准诊断为临床很可能的sCJD，均行FDG PET/CT显像，选择年龄匹配的7例健康体检者作为对照组，两组图像分别进行视觉分析及SPM分析。结果视觉分析见sCJD患者存在广泛的皮层及基底节区葡萄糖代谢减低，部分患者为单侧减低为主；SPM分析sCJD组双侧顶叶、额叶、枕叶及尾状核头放射性摄取较对照组减低（P＜0.05），单侧为主患者的SPM分析提示存在小脑交叉失联络（P＜0.05）。结论sCJD患者的脑葡萄糖代谢特点为广泛的皮层及基底节区代谢减低，其葡萄糖代谢异常改变在特定的临床背景下可成为sCJD临床诊断的依据之一。

克-亚综合征；正电子发射断层显像术；体层摄影术，X线计算机；氟脱氧葡萄糖F18；因素分析，统计学

Creutzfeldt-Jakob病（Creutzfeldt-Jakob disease，CJD）是由朊蛋白引起的一种罕见的、致死性中枢神经系统疾病，临床表现主要是进行性痴呆、肌阵挛、运动不能、视觉障碍等，脑电图呈周期性的尖慢复合波，但25% 的CJD患者缺乏典型症状，造成诊断困难[1]。患者生前诊断主要依据临床症状、脑电图周期性的尖慢复合波表现、脑脊液14-3-3蛋白检测、扩散加权成像（DWI）检查。DWI序列用于CJD的辅助诊断已有较多研究，DWI显示的大脑皮层和（或）尾状核、壳核的高信号改变是 CJD的特征之一，DWI对CJD的诊断具有相当高的敏感度及特异度[2]。18F-氟脱氧葡萄糖（18F-FDG）正电子发射计算机断层扫描（PET/CT）在CJD中的应用较少，且研究结果不尽相同。本研究通过视觉及统计参数图（statistical parametric mapping，SPM）方法分析临床诊断为很可能的散发型Creutzfeldt-Jakob病（sporadic Creutzfeldt-Jakob disease，sCJD）患者的脑葡萄糖代谢变化，为临床进一步认识sCJD、更好地做出诊断提供依据。

1 资料与方法

1.1 研究对象 7例sCJD患者，按照WHO标准及2009年更新的临床诊断标准[1]，均诊断为临床很可能的sCJD，其中男5例，女2例；年龄55～67岁，平均（61.4±4.3）岁；临床特点：亚急性起病，进行性智力下降、肌阵挛、共济失调等，均无手术、外伤及输血史，无阳性家族史。主要以认知功能及智力下降为首发症状，部分伴有视物模糊、幻觉或言语不清。脑电图：7例患者均可在不同脑区见到典型阵发性发放的1.5～4.0Hz的三相波。7例均行脑脊液14-3-3蛋白检查，其中5例阳性，2例阴性。以7例年龄相匹配的健康体检受试者脑PET/CT图像作为对照，男5例，女2例；年龄54～70岁 ，平均（61.7±6.0）岁，受试者均无神经系统相关疾病。

1.2 FDG PET/CT检 查 采 用Siemens Biograph 64 TruePointPET/CT显像仪，患者检查前安静休息30 min，经肘静脉注射18F-FDG 185～250 MBq，继续安静休息40～50 min后进行脑显像，头部单独采集1个床位，采集时间4 min。经衰减校正后迭代法重建，层厚5 mm，获得横断面、矢状面、冠状面CT、PET及PET/CT融合图像。

1.3 视觉分析 由2名核医学医师采用盲法目测分析患者的PET显像图像，观察内容包括：①图像横断面、冠状面、矢状面位置校正是否正确；②脑萎缩程度，脑沟回增宽加深和脑室系统扩大情况，大脑皮层放射性浓聚程度是否存在异常增高及降低区域，左右是否对称；③皮层下尾状核、壳核、丘脑等神经核团显影是否结构完整、清晰，代谢正常及左右对称等；小脑代谢情况是否降低，两侧是否对称。

1.4 SPM分析 PET原始DICOM格式数据经MRIcro 1.40软件处理，转化为SPM可分析数据格式。在Mtalab 7.0平台上应用脑功能分析软件SPM8对图像进行预处理和统计学分析。图像预处理包括图像的标准化和平滑处理等；统计学分析包括参数设置/参数估计及对无效假设进行检验，并进行统计推断。在一定显著性水平（P＜0.05）体素阈值（k=100体素）下进行成组资料t检验，然后将2例右侧脑代谢减低为主的患者及2例左侧脑代谢减低为主的患者与对照组分别进行SPM分析[3]。

2 结果

2.1 视觉分析结果 7例患者CT及MRI均未见脑萎缩；DWI有明显异常，表现为多个脑皮层区条状高信号合并尾状核、壳核的均质高信号改变（表1）。PET影像均表现为双侧大脑皮层广泛的、不同程度的葡萄糖代谢减低，尾状核及壳核也表现为轻度代谢减低（表1）。其中2例葡萄糖代谢减低脑区以左侧为主，2例葡萄糖代谢减低脑区以右侧为主（图1），4例单侧代谢减低为主的患者均伴有不同程度的小脑交叉失联络现象（图1）。1例大脑后部皮层（双侧顶叶、枕叶、颞叶、后扣带回）为主的患者双侧小脑显影对称。

图1 男，62岁，sCJD。皮层葡萄糖代谢广泛减低，右侧为主，右侧尾状核区代谢亦明显减低（B）；与DWI（A）异常高信号区域基本一致；左侧小脑葡萄糖代谢轻度减低，为交叉失联络（C）

2.2 SPM分析结果 按照P＜0.05阈值水平，和体素阈值（k=100体素）下，将代谢降低区域投射到三维立体图像及Talairach坐标图上（图2）。sCJD组大脑葡萄糖代谢相对于对照组减低的脑区包括两侧额叶（额上回、额中回、额下回、眶回）、顶叶（顶上小叶、角回、缘上回）、枕叶及后扣带回。颞叶受影响相对较小。双侧尾状核头部葡萄糖代谢较对照组减低。尾状核体尾部及壳核葡萄糖代谢SPM分析未见明显减低，中央前后回、丘脑、小脑等部位代谢基本不受影响。代谢减低区域左、右两侧不对称，左侧减低较右侧明显（图2）。7例患者中2例脑代谢减低以左侧为主，2例以右侧为主，故可能会对SPM结果造成偏差，因此将2例脑代谢减低以左侧为主和2例以右侧为主患者与对照组分别进行SPM分析。以右侧减低为主患者相对于对照组代谢减低区主要集中于右侧额叶（额上回、额中回、额下回、眶回）、顶叶（顶上小叶、角回、缘上回）、枕叶、后扣带回及右侧尾状核头。颞叶受影响相对较小。同样，右侧尾状核体尾部及壳核不受影响，中央前后回、丘脑无明显代谢减低。但左侧小脑代谢较对照组相比减低，为交叉失联络（图3）。以左侧代谢减低为主的患者相对于对照组代谢减低区主要集中于左侧额叶（额上回、额中回、额下回、眶回）、顶叶（顶上小叶、角回、缘上回）、颞叶、枕叶、后扣带回及双侧尾状核头（左侧为著），尾状核体尾部、壳核、中央前后回及丘脑未受影响，同样出现交叉失联络现象，右侧小脑代谢较对照组相比代谢减低（图4）。以左侧代谢减低为主型患者SPM分析有意义脑区较右侧为主型患者有意义脑区范围更为广泛，见表1。

表1 7例sCJD患者DWI与FDG PET脑异常区域对比

图2 7例sCJD患者SPM分析结果。橙色及黄色区域为葡萄糖代谢减低区，包括额叶、顶叶、枕叶、后扣带回、双侧尾状核头，代谢减低区以左侧为主，颞叶受影响较小，中央前后回、双侧丘脑及小脑未受影响（红黄色代表代谢异常降低区域）

图3 2例右侧代谢减低为主患者SPM分析结果。代谢减低区主要集中于右侧额叶、后扣带回、右侧尾状核头等部位，左侧小脑代谢减低；颞叶受影响较小，中央前后回、丘脑未受影响

图4 2例左侧代谢减低为主患者SPM分析结果。代谢减低区主要集中于左侧额叶、颞叶、后扣带回、双侧尾状核头（左侧为著）等部位，右侧小脑代谢减低；中央前后回、丘脑未受影响

3 讨论

sCJD是人类传染性海绵状脑病中最常见的一种，其具体发病机制尚不明确，病理特征包括：神经细胞脱失，星形胶质细胞增生，神经毡呈海绵状变性，抗朊蛋白染色阳性的淀粉斑，无炎症性改变。早期诊断sCJD的主要意义在于防止其进一步传播。sCJD往往缺少特异性的临床表现，病理检查是诊断“金标准”，但往往不被患者及家属接受，而且存在医源性传播的潜在风险。CJD的主要影像学表现是CT无明显异常，DWI相对特异性地表现为大脑皮层和（或）纹状体信号增高，早期信号不对称，随病情进展逐渐趋于对称[4]，与本研究中DWI的表现一致，即病程相对较长的患者也表现为双侧皮层及纹状体信号增高。

临床常用PET/CT图像的视觉分析及ROI法存在操作者主观性大、由空间分辨率造成的定位困难等缺点。SPM是脑功能影像学研究中较为理想的图像分析方法，通过图像预处理将不同受试者的大脑进行解剖学和体素值大小的标准化处理，从而避免解剖学差异和整体效应（注射药物的不同、代谢的个体差异及试验条件的不同等）的干扰，使不同受试者大脑间具有可比性，在假设图像中体素值服从一个已知概率分布（通常是T分布或F分布）的前提下，应用标准统计方法对SPECT、PET和功能MRI图像中的每个体素进行统计分析，获得局部组间差异，具有较高的客观性和准确性，越来越多地应用于脑功能性疾病的研究[5]。

国内目前对sCJD的FDG PET显像及应用SPM统计分析的研究鲜有报道。与DWI序列相似，sCJD患者的FDG代谢影像也具有较为特征性的表现，SPM分析发现，sCJD患者脑葡萄糖代谢减低区较为广泛，累及双侧额叶、顶叶、枕叶及皮层下部分核团（尾状核为主），上述结果与既往研究结果[2,6]一致，但与国外部分sCJD脑FDG PET显像报道稍有差别，既往多项研究发现患者基底节区FDG代谢均未见明显减低，其可能原因为：病理学改变和朊蛋白沉积并不总是与神经功能和代谢一致。另外，DWI研究中CJD的影像学改变通常是先累及皮层，然后发展至皮层下，而目前为止关于sCJD脑FDG代谢的文献报道病例数均相对较少，可能也是造成研究结果不一致的原因。

病理结果证实，朊蛋白沉积相对较少或不发生朊蛋白沉积的脑区包括颞叶、海马和杏仁核等部位[7-8]，与本研究的SPM分析结果及相关文献报道结果基本一致。目前关于sCJD PET显像的研究均认为小脑的葡萄糖代谢很少或不受影响[9-10]。本组7例患者中2例左侧受累为主和2例右侧受累为主的患者PET图像均可见到对侧小脑葡萄糖代谢明显减低，SPM分析也证实了这一结果。尽管CJD的病理学特征是出现以小脑和大脑皮层为主的海绵样变性和朊病毒，但是这种小脑代谢减低发生在对侧的现象还不能简单地认为是由海绵样变性和朊病毒造成的改变，可以考虑用PET/CT脑显像常见的一种现象——小脑交叉失联络来解释。小脑交叉失联络是核医学神经系统常见的一种异常影像表现，是指一侧大脑皮质有放射性减低或缺损时，对侧的小脑放射性分布亦明显减低的一种现象，多见于慢性脑血管病，其发生机制不清，目前认为可能与神经传导通路中断有关。而Renard等[3]报道的9例患者中尽管也有6例左侧受累为主和3例右侧受累为主的患者，但是文中并未提到小脑代谢明显异常，也未做明确解释。

本组7例患者的SPM分析结果表明，sCJD患者脑葡萄糖代谢减低区左侧较右侧更显著、范围更广泛，与Renard等[3]的报道结果一致，该研究认为这是由于样本量过小造成的偏差。但Thomas等[11]纳入49例患者的MRI研究则与本研究结果一致，认为左侧是更容易受累的脑区。严波等[12]纳入55例sCJD，结果发现发病初期DWI异常高信号部位可能为单侧性，随着疾病的进展可发展为双侧性，并且发现PET/CT低代谢区域与DWI异常高信号区域基本匹配，其中1例病程长达210 d的患者脑葡萄糖代谢呈弥漫性重度减低，包括皮层下核团及小脑，影像学表现与上述观点一致。

对sCJD葡萄糖代谢模式的研究有助于快速进展的痴呆类疾病（额颞痴呆、进行性核上麻痹、阿尔茨海默病、路易体痴呆等）的鉴别诊断，如阿尔茨海默病的葡萄糖代谢减低区主要集中于顶叶和颞叶，而额叶受累较少、较晚；路易体痴呆代谢减低区主要位于枕叶和颞顶叶；上述疾病的表现通常是双侧较为一致的减低，sCJD则常出现一侧为主的代谢减低改变。尽管目前的研究还不能明确FDG PET检查是sCJD的有效诊断手段，但是已有部分文献报道认为sCJD患者脑FDG代谢的改变早于MRI[13]。此外，本研究病例数量有限，且均无明确的病理结果，相信随着研究深入开展，尤其是统计分析方法的精确提高以及与病理结果的对比研究，FDG PET/CT显像对sCJD的明确诊断将有较好的辅助作用。

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（本文编辑 张春辉）

Probable Sporadic Creutzfeldt-Jakob Disease: A Study of Glucose Metabolism by Statistical Parameter Mapping

PurposeTo analyze fluorodeoxyglucose (FDG) PET/CT images in patients with probable sporadic Creutzfeldt-Jakob disease (sCJD) and the affected encephalic regions by statistical parameter mapping (SPM) so that image information can be provided for early clinical diagnosis.Materials and MethodsSeven patients with probable sCJD diagnosed according to the WHO criteria and 2009 clinical diagnosis criteria and 7 controls at the matched age were enrolled in the study. Both groups underwent FDG PET/ CT scan and the images were analyzed visually and by SPM.ResultsThe visual analysis showed that the patients with probable sCJD had a hypometabolism in the wide pallium and basal ganglia region and that a portion of patients mainly had a lateral decrease. The SPM analysis exhibited that patients in sCJD group had a pattern of hypometabolism that affected bilateral parietal,frontal,occipital cortices and head of caudate (P＜0.05) and indicated that the patients with lateral hypometabolism existed crossed cerebella diaschisis (P＜0.05).ConclusionFDG PET/CT image features of sCJD patients present a hypometabolism in the wide pallium and basal ganglia region,which may be helpful in the diagnosis of sCJD in certain clinical situations.

Creutzfeldt-Jakob syndrome; Positron-emission tomography; Tomography,X-ray computed; Fluorodeoxyglucose F18; Factor analysis,statistical

10.3969/j.issn.1005-5185.2015.12.002

王瑞民

Department of Nuclear Medicine,PLA

General Hospital,Beijing 100853,China Address Correspondence to: WANG Ruimin E-mail: wrm@yeah.net

国家自然科学基金项目（81450023）；首都临床特色应用研究（Z121107001012116）。

R742；R445.6

2015-08-10

修回日期：2015-10-24

中国医学影像学杂志2015年 第23卷12期：884-887，891

Chinese Journal of Medical Imaging 2015 Volume 23(12): 884-887,891