磁共振弥散张量成像在帕金森病诊断与定量分析中的应用价值

郭龙军，梁长华

帕金森病(PD)是一组好发于中老年群体的以情绪失常、肢体震颤等为表现的进展性神经系统变性疾病，具有进行性，易造成认知障碍、日常生活能力降低，严重危及中老年人群健康及生存质量[1]。该病起病隐匿，患者通常进展至出现运动迟缓、肌强直等明显临床症状时才得以确诊，而此时多数患者已进入中晚期，临床治疗难度大，不良预后危险性高[2,3]。因此，前期准确诊断至关重要。近年来，磁共振弥散张量成像(DTI)作为MRI新型技术，具有诊断灵敏度高、操作便捷等优势，已广泛用于神经系统疾病诊断[4]。为此，本研究旨在分析DTI 在PD诊断与定量分析中的应用价值，以期为其临床诊断与评估提供依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2017年12月-2019年10月我院收治的PD患者45例作为观察组，其中，男27例，女18例；年龄48～80岁，平均(58.57±5.45)岁；Hoehn-Yahr分期1～2.5期(早期PD)29例，3期(中期PD)16例。纳入标准：(1)均符合《中国帕金森病诊断标准(2016版)》中相关诊断标准[5]；(2)Hoehn-Yahr分期[6]1～3期；(3)均接受DTI检查；(4)DTI检查前1个月无相关用药史；(5)意识清楚。排除标准：(1)脑血管病、脑外伤、感染等导致的PD；(2)恶性肿瘤、认知功能障碍、血液系统疾病、凝血功能异常、自身免疫系统疾病者；(3)合并心、肝等器质性疾病者；(4)T1WI、T2WI成像异常者。另选取我院同期健康体检者39例作为对照组，其中，男23例，女16例；年龄49～82岁，平均(59.11±5.48)岁。两组一般资料比较差异均无统计学意义(P>0.05)。

1.2 方 法

1.2.1 DTI检查 两组均接受MRI、DTI扫描检查。采用Philips 1.5T MRI系统采集图像，进行T1WI、T2WI、DTI成像(16通道头线圈)，并进行3D-T1WI-FFE。T1WI主要参数：slice thickness/slice gap=5 mm/1.5 mm，TR/TE=2014 ms/24.5 ms；FOV=230 mm×230 mm；矩阵=320×224。T2WI主要参数：slice thickness/slice gap=5 mm/1.5 mm，TR/TE=6280 ms/104.2 ms；FOV=230 mm×230 mm；矩阵=320×320。DTI扫描应用平面回波技术，设置10个方向DTI，主要扫描参数：slice thickness/slice gap=2 mm/0 mm，TR/TE=9302 ms/63 ms，FOV=230 mm×230 mm，b值=0 s/mm2、800 s/mm2，矩阵=130×128。

1.2.2 图像分析 将图像传输至仪器配套分析系统，由2名高年资影像医师按双盲原则独立阅片。先行图像后处理、降噪处理，软件生成各向异性指数(FA)及表观扩散系数(ADC)图，选取丘脑、黑质、脑桥、小脑上脚及中脚感兴趣区(ROI)，基于3D-T1WI-FFE及解剖学手工绘制ROI，测量各ROI

的FA、ADC值，测量3次取均值，双侧ROI取均值。

2 结 果

2.1 两组FA值比较 观察组丘脑、黑质FA值均低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)；两组脑桥、小脑上脚及中脚FA值比较差异均无统计学意义(P>0.05)(见表1)。

表1 两组FA值比较

2.2 两组ADC值比较 两组丘脑、黑质、脑桥、小脑上脚及中脚ADC值比较差异均无统计学意义(P>0.05)(见表2)。

表2 两组ADC值比较

2.3 丘脑、黑质FA值对PD的诊断价值 ROC曲线分析显示：丘脑FA值、黑质FA值诊断PD的AUC分别为0.704、0.798(均P<0.05)，具有一定诊断准确性(见表3、图1)。

表3 丘脑、黑质FA值对PD的诊断价值

图1 丘脑、黑质FA值诊断PD的ROC曲线

2.4 不同Hoehn-Yahr分期PD患者FA值、ADC值比较Hoehn-Yahr中期PD患者黑质FA值低于早期，丘脑ADC值高于早期，差异有统计学意义(P<0.05)；中期PD患者脑桥、小脑上脚及中脚FA值、ADC值与早期比较差异均无统计学意义(P>0.05)(见表4)。

表4 不同Hoehn-Yahr分期PD患者FA值、ADC值比较

2.5 黑质FA值、丘脑ADC值与PD患者Hoehn-Yahr分期的相关性 Pearson相关性分析显示：黑质FA值与PD患者Hoehn-Yahr分期呈负相关(r=-0.457，P=0.002)；丘脑ADC值与PD患者Hoehn-Yahr分期呈正相关(r=0.405，P=0.006)(见图2)。

图2 黑质FA值、丘脑ADC值与PD患者Hoehn-Yahr分期的相关性

3 讨 论

目前，神经影像学研究表明正电子发射断层扫描(PET)、单光子发射断层扫描(SPECT)等检查对PD诊断敏感度较高，但费用高、存在有创性，临床普及受限[7]。近年来，磁共振波谱成像(MRS)技术逐渐得到应用，但MRS主要检测节点局部神经递质，各点关系不明确，检查过程易受相关并发症影响，不利于疾病前期诊断。DTI作为新的功能MRI技术，相比常规序列具有成像质量好、扫描时间短、对微观结构敏感等诸多优势，可通过脑组织中水分子运动的各向异性来检测微观结构状况[8]。中枢神经系统中水分子一般沿纤维束走行方向进行弥散运动，速度相比垂直方向快[9]。DTI可在解剖与病理层面显示纤维束排列、走形、方向、稀疏、绕行、髓鞘等情况，评价脑白质纤维完整性。目前，DTI常用的定量评价指标有FA值、ADC值等。FA值是各向异性成分/整个扩散张量的比值，当脑组织出现轴突损伤、神经元丢失、退行性病变时，会出现FA值降低、ADC值升高[10]。Deng等[11]研究发现：PD患者黑质FA值相比健康者显着降低[95%CI=(-0.03，-0.02)]，进一步异质性分析提示测量黑质FA值可作为潜在的PD非侵入性诊断定量标记。

本研究中，观察组黑质、丘脑FA值均低于对照组，与翟方兵等[12]研究结果相似。分析认为：PD的病理改变主要在于黑质纹状体系统，多巴胺能神经元的凋亡、纹状体多巴胺递质的减少，导致了纹状体通路抑制，进而诱发PD系列症状[13]。而多巴胺能神经元在中脑黑质尤其黑质致密带存在多，FA值可提示其受损状况[14]。另一方面，PD患者黑质FA值降低考虑还与多巴胺能神经元丢失与异常的小胶质细胞增生、铁沉积异常等共同影响有关[15]。

本研究进一步通过ROC曲线分析发现：丘脑FA值、黑质FA值诊断PD的AUC分别为0.704、0.798(均>0.7)，具有一定诊断准确性。提示丘脑、黑质FA值对PD具有定量诊断价值。

ADC值主要评估水分子扩散速度，相关研究表明，就组织微观结构变化而言，ADC值灵敏度相对劣于FA，但与病情程度具有相关性[16]。本研究中，虽然观察组丘脑、黑质、脑桥、小脑上脚及中脚ADC值与对照组比较均无统计学差异，但Hoehn-Yahr中期PD患者黑质FA值低于早期，丘脑ADC值高于早期，且黑质FA值与PD患者Hoehn-Yahr分期呈负相关，丘脑ADC值与PD患者Hoehn-Yahr分期呈正相关。提示黑质FA值、丘脑ADC值与PD病情具有相关性，表明DTI检查可为PD前期诊断、临床应用神经保护与修复剂等防治PD提供导向。

综上所述，DTI对PD具有定量诊断价值，且黑质FA值、丘脑ADC值与PD病情具有相关性，能够为PD临床分期提供影像学支持。但本研究不足之处在于样本量较少，未纳入晚期PD患者进行分析，日后将进一步加大样本量予以验证。