帕金森病治疗前后QSM及DKI 改变

程艳华，常 莹，雷 杰，周宏伟，孟 姮

帕金森病(Parkinson’s disease，PD)是一种老年人常见的神经系统慢性、进行性、退变性疾病，患者的发病年龄多在60岁左右，青年帕金森病较少见[1]。目前，左旋多巴是临床上治疗帕金森病的主要药物。左旋多巴为多巴胺前体，能通过血脑屏障进入到中枢神经系统中产生多巴胺，促进中脑黑质多巴胺能神经元退行性改变的逆转，从而改善病情[2～5]。但是长期应用或大量应用左旋多巴会出现左旋多巴药物药效的减退，而且也会出现“剂末现象”、“开关现象”等并发症。磁共振扩散峰度成像(diffusion kurtosisimaging，DKI)及定量磁敏感图(quantitative susceptibility mapping，QSM)技术的发展，开辟了一个多元化分析微观结构的新水平：DKI能对组织内水分子扩散特性偏离高斯分布的程度进行量化分析，比DTI能够更加真实地描述生物组织微结构的改变；QSM是在SWI基础上发展起来的新技术，用于定量测量组织磁敏感性。本研究主要利用QSM和DKI技术，对治疗前后PD患者的各大脑深部核团QSM及MK值进行对比研究，分析磁化率、MK值与UPDRS评分的相关性，探讨QSM联合DKI对多巴胺受体激动剂治疗PD疗效的评估价值，为今后临床治疗提供客观的影像学依据。

1 对象与方法

1.1 对象 本研究选取在2016年6月至2018年12月间就诊于北化大学附属医院神经内科的帕金森病患者60例，其中男30例，女30例，平均年龄(65.44±9.45)岁；20例健康志愿者作为对照组，男10例，女10例，平均年龄(58.44±7.45)岁。纳入标准为：符合国际运动障碍协会(Movement Disorder Society，MDS)2015年公布PD最新诊断标准。排除标准：①帕金森叠加综合征和继发性帕金森综合征的患者；②伴有重大疾病，如脑肿瘤、外伤史、手术史等；③有扫描禁忌证的患者；④经过常规MRI扫描基底节区见异常信号者；⑤存在精神疾病或不能配合检查者。所有的受试者都被告知这项研究的目的并签署知情同意书。

1.2 方法 所有患者均服用美多芭，在临床治疗前及治疗半年后分别应用国际统一帕金森病评定量表，依据患者的精神、行为、情绪、日常活动、运动功能、治疗的并发症等几个方面对所有纳入本研究的患者进行UPDRS评分。所有患者及志愿者均在3.0T MRI机(Ingenia；Philips，Best，the Netherlands)行DKI及QSM扫描，PD患者于治疗后半年复查MRI。

1.3 图像后处理及参数获取 将扫描所得的DKI及QSM原始图像以DICOM格式导出，将图像进行预处理和分类。利用DKE软件对DKI图像进行后处理，获得平均扩散峰度(mean kurtosis，MK)图，并将参数图导入SPINLITE软件。利用Matlab软件对QSM图像进行后处理，获得磁化率参数图，然后将此参数图导入Image J软件。由2名放射科科医师共同阅片，人工画出感兴趣区(region of interest，ROI)并进行相关参数测量。R0I分别选取双侧黑质、红核、壳核、尾状核、丘脑、苍白球共6个部位。

2 结 果

2.1 治疗前后各组内各核团磁化率值与MK值比较 治疗前组与治疗后组各组内各核团磁化率值与MK值均无侧别差异(P>0.05)。

2.2 60例PD患者治疗前后的UPDRS评分比较 患者经过半年美多芭治疗后，UPDRS评分值显著低于治疗前，差异有统计学意义(P<0.05)(见表1)。

表1 患者治疗前后的UPDRS评分比较

2.3 PD患者与对照组各核团磁化率值比较 患者治疗前双侧黑质、红核、壳核、尾状核、苍白球磁化率值明显高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)；患者治疗半年后，双侧黑质、红核、壳核、尾状核、丘脑及苍白球的磁化率值均有下降趋势，其中双侧黑质、壳核下降明显，差异有统计学意义(P<0.05)(见表2)。

表2 患者治疗前后双侧大脑半球各核团的磁化率值比较

2.4 PD患者与对照组各核团的MK值比较 患者治疗前双侧黑质、左侧红核、左侧尾状核、双侧丘脑MK值与正常组比较，明显升高，差值有统计学意义(P<0.05)；患者在治疗后左侧黑质、红核、右侧黑质的MK值相比于治疗前有了明显的提升，差异有统计学意义(P<0.05)(见表3)。

表3 患者治疗前后双侧大脑半球各核团的MK值比较

2.5 UPDRS评分与磁化率值、MK值的相关性分析 患者UPDRS的评分与左侧壳核磁化率值有明显的相关性(P<0.05)，与其他核团的磁化率值、MK值均无明显相关性(P>0.05)(见表4)。

表4 UPDRS评分与磁化率、MK值的相关性

3 讨 论

帕金森病是一种常见的慢性神经变性病，其发病率在逐年上升，其病理变化主要为黑质和纹状体通路中多巴胺能神经元的变性、凋亡，多巴胺含量减少，部分残存的神经细胞内形成路易小体[3]。多巴胺不仅仅参与运动功能的调节，还是调节情感活动的重要神经递质之一，它的浓度降低会引起快感缺失、情感淡漠和意志活动减少。很多研究表明[6，7]，PD患者抑郁的严重程度与边缘系统内DA含量减少相关。临床常用美多芭治疗帕金森。本研究中的PD患者应用美多芭治疗半年后UPDRS评分明显降低(见表1)，治疗后双侧黑质、壳核磁化率值明显下降(见表2)，并且左侧壳核的磁化率值和患者UPDRS的评分有明显的相关性，说明药物治疗有效。

帕金森患者黑质中铁的过量沉积与病理改变密切相关，而且随着病情的加重，铁沉积量越大。MRI可以定量测量铁的含量，常用的指标有：横向弛豫时间(T2)、有效横向弛豫时间(T2*)、横向弛豫率(R2)、磁敏感成像(susceptibility weightedimaging，SWI)、及定量磁敏感图(quantitative susceptibility mapping，QSM)等[8]，QSM是基于临床研究需，在SWI基础上发展起来的新技术，通过对相位信息移除背景场、解缠绕等预处理，并使用特殊的重建方法，重建出磁化率图像，用于定量测量组织磁敏感性的技术[9]，磁化率值的测量不仅能对某些脑区铁浓度进行精准定量分析，而且具有较高的灵敏性及特异性，大量研究证实磁化率值与铁含量高度线性相关，QSM是监测脑铁含量的有力工具[10～12]。本研究中60例PD患者治疗前双侧黑质、红核、壳核、尾状核、苍白球磁化率值明显高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)(见表2)，并且，患者服用美多芭半年后双侧黑质、红核、壳核、尾状核、丘脑及苍白球的磁化率值均有下降趋势，其中双侧黑质、壳核下降明显，差异有统计学意义(P<0.05)(见表2、图1)，左侧壳核的磁化率值和患者UPDRS的评分有明显的相关性(P<0.05)(见表4)。另有研究[1]表明脑内铁含量的多少也与PD患者的病程、UPDRS评分呈正相关，由此也可以得出PD患者的脑深部核团的磁化率值与患者的病程、UPDRS评分具有相关性，这与本研究的结论是一致的。

A、B为右侧黑质MK值伪彩图，治疗前MK值为0.77，治疗后MK值为1.44；C、D为QSM基底节区层面，治疗前左侧壳核磁化率值为0.111，治疗后左侧壳核磁化率值为0.058

DTI技术是在假设水分子在生物组织中的扩散按高斯概率分布，DKI是在高b值DWI的基础上对DTI技术的延伸。然而，生物组织中的水分子经常表现为非高斯扩散，因为它会受到细胞膜、细胞器等这些扩散屏障的限制，所以DTI并不能够完全描述生物组织的微观结构。而DKI引入了峰度概念，能对组织内水分子扩散特性偏离高斯分布的程度进行量化分析，比DTI能够更加真实地描述生物组织微结构的改变。与DTI比较，DKI能够提供更多的扩散参数，如MK、AK、RK、MD及FA[13]，其中，平均弥散峰度(mean kurtosis，MK)被认为是组织微结构复杂程度的指标，其大小取决于ROI内组织结构的复杂程度。正常人脑组织各部位结构复杂程度不同，MK值有所不同。PD患者MK值增加，可能是因为炎症导致大量的胶质细胞和细胞因子激活程度大于神经元的丢失，致使局部脑组织微结构的复杂程度增加[14，15]。本研究显示，患者治疗前双侧黑质、左侧红核、左侧尾状核、双侧丘脑MK值与正常组比较，明显升高，差值有统计学意义(P<0.05)(见表3)，患者在治疗后左侧黑质、红核、右侧黑质的MK值相比于治疗前有了明显的提升(见表3、图1)，治疗后UPDRS评分虽明显降低。但既往的研究[16，17]发现，黑质中MK值升高可用于诊断PD，尤其是对早期PD诊断的特异性能达到90%，与本文结论不同，考虑原因如下：①本文病例数较少；②患者的病程长短不一，有的可能是早期，有的可能是晚期，对于帕金森病晚期患者药物治疗的疗效还有待进一步研究；③用药时间比较短，可再设置1 y后复查，短时间的药物治疗能否改变局部脑组织的微细结构还有待进一步研究。

综上所述，帕金森病患者经美多芭治疗后，临床症状较治疗前有所好转，UPDRS评分降低。通过QSM联合DKI对美多芭治疗帕金森病疗效的评估，可以有效地评估患者的病情，为临床提供精准、量化的治疗依据。