多模态MRl技术在帕金森病（PD）患者脑结构变化中的应用价值

常州市武进人民医院神经内科 （江苏 常州 213000）

内容提要：目的：探讨多模态MRI技术应用于评估帕金森病（PD）患者脑结构变化的效果。方法：选取2018年4月～2020年4月PD患者40例以及老年健康人40例，采集所有研究对象的MR图像并进行分析。结果：PD伴轻度认知功能障碍（MCI）患者双侧半球广泛脑区存在GMV减小，矫正后主要有左侧海马区域、左侧扣带回、双侧小脑、右侧枕叶、左侧颞叶、双侧额叶显著，无GMV增加的脑区。单纯PD组主要是左脑半球灰质萎缩，校正后主要是颞下回、颞中回、左侧额下回显著，无GMV增加的脑区。伴MCI与不伴MCI的PD患者比较，海马旁回以及左侧颞中回脑区的脑灰质萎缩，矫正后消失，无GMV增加的脑区。结论：灰质萎缩区域多与认知功能有关系。PD患者认知功能减退与灰质萎缩关系密切，存在广泛的结构基础。通过多模态MRI技术能对脑内微结构损伤区域进行精准定位，这一技术的应用价值较高。

帕金森病（PD）是当前比较常见的神经退行性疾病，患者以姿势不稳、肌张力改变、运动迟缓以及静止性震颤为主要临床表现，其具有高致残率、高患病率的特点，对老年人的健康造成较大的威胁[1]。本次研究主要探讨多模态MRI技术应用于观察PD患者脑结构变化的价值，报道如下。

1.资料与方法

1.1 临床资料

经本院伦理委员会批准后，选取2018年4月～2020年4月PD患者40例以及老年健康人40例，所有研究对象、家属知情同意入组。PD组中男22例、女18例，年龄58～76岁、平均（66.85±4.48）岁，患者均为右利手；对照组患者中男21例、女19例，年龄55～75岁、平均（66.93±4.77）岁，均为右利手。两组一般资料对比P＞0.05。

纳入标准：①符合帕金森病的诊断标准；②无其他躯体或精神疾病；③简易智能状态量表（MMSE）评分＞24分，SDS评分＜72分，蒙特利尔认知评估表（MoCA）评分评估损害程度，量表得分≤26分且MMSE评分超过24分时判断患者为PD伴轻度认知功能障碍（MCI）；④年龄40～75岁，性别不限；⑤右利手。

排除标准：①晕厥发作；②妊娠、哺乳期妇女；③酗酒史；④滥用药物史；⑤癫痫发作史；⑥脑实质病变；⑦头部外伤史；⑧MRI检查禁忌。

1.2 方法

采用西门子3.0T超导MR机，8通道头线圈，受检者采取仰卧位，适当固定头部，使用棉球塞耳减轻检查噪音，采集头部T1WI、T2WI图像并对图像进行观察，之后采集结构像。序列为梯度回波3D序列，采用MP-RAGE序列，矢状位，176层，TR、TE分别为1900ms，2.52ms，翻转角9°，矩阵为256×256，层厚1mm，体素大小1×1×1cm。

数据后处理时，采用VBM8工具箱进行处理，依次进行配准分割、空间标准化、调制、空间平滑等后处理。

1.3 观察指标

观察PD组与对照组的白质纤维束差异脑区。观察PD组与对照组的灰质体积（GMV）差异脑区。以PD组是否伴MCI为依据将PD组划分为PD伴MCI以及单纯PD组，比较两组GMV萎缩脑区。

2.结果

图1.PD伴MCI患者与健康人的比较

图2.单纯PD患者与健康人的比较

图3.PD伴MCI与不伴MCI的比较

PD伴轻度认知功能障碍（MCI）患者双侧半球广泛脑区存在GMV减小，矫正后主要有左侧海马区域、左侧扣带回、双侧小脑、右侧枕叶、左侧颞叶、双侧额叶显著，无GMV增加的脑区（见图1）。单纯PD组主要是左脑半球灰质萎缩，校正后主要是颞下回、颞中回、左侧额下回显著，无GMV增加的脑区（见图2）。伴MCI与不伴MCI的PD患者比较，海马旁回以及左侧颞中回脑区的脑灰质萎缩，矫正后消失，无GMV增加的脑区（见图3）。

3.讨论

PD是神经变性疾病的一种，病理改变表现为黑质纹状体多巴胺能神经元缺失，纹状体中的多巴胺成分减少，因此患者出现（锥）体外系运动障碍[2]。当前的病理研究已经发现PD的病变不仅局限于黑质中，随着PD的进展，病理改变可逐渐发展向广泛新皮层以及边缘系统，局部神经元中可以发现神经元坏死、丢失等而发生脑的形态学变化[3]。

脑功能成像技术以及脑结构分析技术不断发展的当前，人们可以对PD患者脑灰质、白质以及灰质核团的结构变化进行观察，还能检测脑局部血流量变化来对大脑功能变化进行进一步研究[4]。当前关于单纯PD患者以及帕金森病痴呆患者的灰质体积改变已经有较多研究，但是对PD伴MCI患者的脑结构改变的认知还不多，本次研究主要探讨PD伴MCI患者的灰质体积改变特点。

基于体素的形态学测量方法（VBM）基于像素来对MRI图像进行客观、全面、自动的分析，这一技术与传统的感兴趣区域的测定方法不同，能对全脑灰质成分密度进行同时定量的测定，进而将脑组织成分的差异以及局部脑区的特征刻画出来[5]。VBM常规默认设置中的DARTEL算法能以研究样本的平均模板来反复配准，经反复运算来创建受试灰质以及白质图像的平均模板，且这一算法的应用很好地解决了形变的问题，因此图像质量明显提高，能保证数据处理结果更加可靠、准确。VBM能对灰质、白质的体积改变进行定量计算，能对常规MRI无法发现的脑结构变化进行精确定位[6]。

本次研究探讨了多模态MRI技术应用于PD患者脑结构变化中的价值，研究发现PD伴MCI患者的存在扣带回、左侧海马区域以及双侧额叶等脑区的灰质体积缩小，海马体以及海马旁回与人类的记忆以及学习关系密切，其在长时记忆中，特别是存储情节记忆以及再现记忆方面非常重要；前额叶在认知活动中具有整合功能，其与注意力、工作记忆以及计划执行功能等有关系。本次研究发现PD伴MCI患者的海马以及前额叶萎缩，这能说明这些患者存在的以记忆力、执行功能以及注意力等损害为主的认知功能障碍。本次研究同时发现，伴MCI的PD患者与单纯PD患者比较，其灰质减少区域还包括了右侧海马以及左侧颞上回，这也说明了认知功能改变与这些脑区之间的关系。

当前关于PD认知障碍的机制还缺乏公认的解释，有研究者认为早期非痴呆性PD患者记忆障碍的原因可能与海马萎缩有关，也有人认为皮质-皮质下多巴胺环路破坏引起认知障碍。本次研究采用VBM方法来对PD伴MCI患者的脑结构变化进行分析，发现PD患者的认知功能改变有着非常广泛的结构基础，其发生与灰质萎缩关系密切。

综上所述，帕金森病患者伴有轻度认知功能障碍时期脑灰质结构改变范围大于单纯帕金森病患者的脑灰质改变结构，灰质萎缩区域多与认知功能有关系。PD患者认知功能减退与灰质萎缩关系密切，存在广泛的结构基础。通过多模态MRI技术能对脑内微结构损伤区域进行精准定位，这一技术的应用价值较高。