MRI测量中国健康成人脑杏仁核体积

赵 莹，张 静，杜佳晨，张泽寅，梁佩鹏，李坤成,4*

(1.首都医科大学宣武医院放射与核医学科，北京 100053；2.北京市仁和医院放射科，北京 102600；3.首都师范大学心理学院，北京 100048；4.磁共振成像脑信息学北京市重点实验室，北京 100053)

图1 手动勾画杏仁核边界示意图(红色区域) A.参考轴位图像勾画杏仁核前界，箭指外侧裂闭合形成内嗅沟处； B.矢状位图像示杏仁核前后界； C.于冠状位图像上勾画杏仁核下界及外侧界； D.于冠状位图像勾画杏仁核后界

杏仁核是大脑基底神经核的重要核团，为边缘系统组成部分，内含13个大小不等核团，与情绪、情感、学习、记忆和社会行为等相关[1]。本研究采用MRI测量中国健康成人大脑杏仁核体积，观察其与年龄、性别的相关性，为临床影像学诊断和中国健康成人“标准脑图谱”研究提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料 于中国健康成人MRI脑数据库(Chinese 1000)中选取100名志愿者，均为右利手，男、女性各50名，年龄18～70岁，平均(45.2±14.4)岁；按照年龄将其分18～30岁、31～40岁、41～50岁、51～60岁及61～70岁组，每组20名，男、女性各10名。本研究经“中国注册流程试验伦理委员”审查通过(审查号为：“ChiECRCT 20190197)，受试者检查前均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用Siemens Magnetom Prisma 3.0 T MR仪，64通道头部线圈，采集三维磁化准备双快速采集梯度回波序列(magnetization-prepared 2 rapid acquisition gradient echo, MP2RAGE)等图像，FOV 211 mm×256 mm×256 mm，TR 5 000 ms，TE 2.9 ms，TI 700/2 500 ms，带宽240 Hz/Px，体素1 mm×1 mm×1.2 mm，采集因子为3，扫描时间均为8 min。

扫描结束后应用3.4.0版ITK-SNAP (http://www.itksnap.org)软件[2]，根据杏仁核解剖位置，以冠状位图像为主，于三维图像上移动坐标，以矢状位和轴位图像辅助，根据Watson标准确定杏仁核边界[3]：参考轴位图像外侧沟闭合形成内嗅沟水平勾画杏仁核前界；在冠状位图像上，以岛叶环状沟下缘与视束上外缘之间的水平连线为杏仁核上界，以侧脑室颞角为杏仁核后界，排除尾状核尾及其上方苍白球；轴位图像上以内嗅皮层为杏仁核前部内侧界，环池为后部内侧界；参考邻近侧脑室下角及脑白质确定杏仁核下界及外侧界。由2名具有10年以上神经系统影像学诊断经验的主治医师逐层手动勾画双侧杏仁核边界，确定ROI(图1)，软件计算得出各层面杏仁核面积，叠加后得到杏仁核体积。由其中1名医师间隔4周后重复勾画边界和记录杏仁核体积。

参照文献[4]方法测量颅腔容积：将矢状位图像显示脑组织层面，按10层为一组，取其中间层面沿硬脑膜勾画并测量该层面颅腔容积，再以测量结果之和乘以相应层数，获得颅腔容积。以下列公式对杏仁核体积原始测量数据进行校正[5]：V校=V测×I均/I测(V校为校正后杏仁核体积；V测为杏仁核原始体积；I均为全部100名受试者颅腔容积平均值；I测为原始颅腔容积)。

1.3 统计学分析 采用SPSS 22.0统计分析软件。以组内相关系数(interclass correlation efficient, ICC)分析2名医师间及同名医师测量杏仁核体积的一致性，ICC>0.75为一致性较高。计量资料以±s表示，不同性别间比较采用独立样本t检验，左右侧别比较以配对样本t检验，各年龄组间比较采用单因素方差分析，两两比较采用LSD法。应用Spearman相关分析观察杏仁核体积与年龄的关系。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一致性分析 2名医师测量左侧及右侧杏仁核体积的一致性均较高(ICC=0.892、0.894，P均<0.001)；同名医师测量左侧及右侧杏仁核体积的一致性均较高(ICC=0.931、0.920，P均<0.001)。

2.2 中国成人双侧杏仁核体积比较 校正前后左侧杏仁核体积[(992.46±132.95) mm3、(993.52±106.41) mm3]均小于右侧[(1 062.19±127.43) mm3、1 064.11±102.25) mm3；t=-14.25、-13.85,P均<0.01]。

校正前后不同年龄组双侧杏仁核体积差异均有统计学意义(P均<0.05)。两两比较，校正前后18～30岁组双侧杏仁核体积均大于其余各组(P均<0.05)，校正前61～70岁组右侧杏仁核体积小于31～40岁组(P<0.05)，其余各组间差异均无统计学意义(P均>0.05)，见表1。

2.3 不同性别杏仁核体积比较

2.3.1 校正前 各年龄组间不同性别、侧别杏仁核体积差异均有统计学意义(P均<0.01)。两两比较，18～50岁男性左侧杏仁核体积均高于51～70岁(P均<0.05)；18～30岁男性右侧杏仁核体积高于41～70岁(P均<0.05)，31～40岁男性左、右侧杏仁核体积高于51～70岁(P均<0.05)，41～50岁男性左侧杏仁核体积高于51～70岁(P均<0.05)，41～50岁男性右侧杏仁核体积高于61～70岁(P<0.05)；18～30岁女性左、右侧杏仁核体积高于31～70岁(P均<0.05)，见表2。31～50岁男性左侧杏仁核体积均高于女性(P均<0.01)；18～50岁男性右侧杏仁核体积均高于女性(P均<0.05)，见表2。

表1 中国成人双侧杏仁核体积比较(mm3，±s)

表1 中国成人双侧杏仁核体积比较(mm3，±s)

年龄(岁,n=20)校正前左侧右侧t值P值校正后左侧右侧t值P值18～301 102.08±117.051 175.80±87.57 -6.26<0.011 065.88±126.871 138.18±107.50-5.73<0.013l～40992.13±164.31*1 080.61±150.76*-8.09<0.01977.77±107.18*1 067.10±95.41*-8.03<0.014l～50973.78±142.92*1 033.70±152.12*-5.03<0.01976.48±99.94*1 037.48±117.74*-4.97<0.015l～60955.52±70.70*1 016.39±66.14*-6.98<0.01999.67±86.12*1 063.38±83.31*-6.70<0.016l～70938.80±92.15*1 004.45±78.64*#-6.03<0.01947.77±75.40*1 014.38±62.25*-5.94<0.01F值5.577.60--3.904.79--P值<0.01<0.01--<0.01<0.01--

注：*：与18～30岁组比较P<0.05；#：与3l～40岁组比较P<0.05

表2 校正前各年龄不同性别中国成人杏仁核体积比较(mm3，±s)

表2 校正前各年龄不同性别中国成人杏仁核体积比较(mm3，±s)

年龄(岁,n=20)左侧男性女性t值P值右侧男性女性t值P值18～301 138.32±75.87 1 065.84±142.301.42>0.051 221.30±61.13 1 130.30±88.612.67<0.0131～401 092.20±127.19892.06±136.27*3.40<0.011 169.20±112.95992.02±133.35*3.21<0.0141～501 067.96±125.63879.60±87.35*3.89<0.011 119.86±133.26*947.54±120.81*3.03<0.0151～60975.06±66.21*#★935.98±72.94*1.26>0.051 041.14±61.22*#991.64±64.23*1.76>0.0561～70919.04±96.67*#★958.56±87.81*-0.96>0.05987.08±73.30*#★1 021.82±83.74*-1.00>0.05F值7.784.61--10.324.61--P值<0.01<0.01--<0.01<0.01--

注：*：与18～30岁组比较P<0.05；#：与31～40岁组比较P<0.05；★：与41～50岁组比较P<0.05

2.3.2 校正后 不同年龄组男性左侧及右侧杏仁核体积差异均无统计学意义(P均>0.05)，不同年龄女性左侧及右侧杏仁核体积差异均有统计学意义(P均<0.05)。两两比较，女性中，18～30岁左侧杏仁核体积高于31～70岁(P均<0.05)，右侧杏仁核体积高于31～50岁以及61～70岁(P均<0.05)，见表3；41～50岁男性左侧杏仁核体积大于女性(P<0.05)，见表3。

表3 校正后各年龄不同性别中国成人杏仁核体积比较(mm3，±s)

表3 校正后各年龄不同性别中国成人杏仁核体积比较(mm3，±s)

年龄(岁,n=20)左侧男性女性t值P值右侧男性女性t值P值18～301 023.76±78.801 107.99±154.36-1.54>0.051 099.05±79.221 177.32±121.32-1.71>0.0531～401 014.17±96.90941.37±109.17*1.58>0.051 086.65±89.161 047.55±102.08*0.91>0.0541～501 021.72±91.80931.23±90.04*2.23<0.051 071.84±101.761 003.13±127.62*1.33>0.0551～60978.64±72.781 020.71±96.84*-1.10>0.051 045.90±81.691 080.87±85.44-0.94>0.0561～70927.74±73.95967.80±75.11*-1.20>0.05997.67±63.331 031.10±59.58*-1.22>0.05F值2.294.33--2.404.48--P值>0.05<0.01-->0.05<0.01--

注：*：与18～30岁组比较P<0.05

2.4 相关性 校正前后双侧杏仁核体积均与年龄呈负相关(校正前r=-0.37、-0.46，P均<0.01；校正后r=-0.28、-0.34，P均<0.05)。

3 讨论

杏仁核是边缘系统的重要组成部分，参与多种重要脑神经功能。神经或精神系统疾病常累及杏仁核，如阿斯伯格综合征患者、精神运动性癫痫患者双侧杏仁核体积增大[6-7]，焦虑症患者、晚期抑郁症患者双侧杏仁核体积减小[8-9]等。确定正常人杏仁核体积正常参考值有重要意义。

既往研究[10-11]认为杏仁核体积存在差异。BRIERLEY等[11]报道，健康成人杏仁核体积约1 050～3 880 mm3。潘克梫等[10]测量1 000名中国正常成人，左侧杏仁核体积(1 280.76±277.70) mm3，右侧(1 259.01±268.18) mm3。本研究经校正后获得的左侧及右侧杏仁核体积均小于上述结果。

杏仁核体积小、亚区多[1]，准确划分其边界存在一定难度。既往研究[10]采用较低场强 MR设备(1.5T)，对比度和空间分辨率不足，可能影响勾勒杏仁核边界的精度。本研究应用 3.0T MR仪，以优化的三维磁化准备双快速梯度回波序列采集图像，图像分辨率和信噪比更高，测量结果更为精确[12]；所用手动勾画ROI方法为测量脑组织体积的“金标准”[13]，遇脑灰、白质分界不清时，拥有专业背景的影像科医师可更明确地区分解剖边界，且采用经多项研究验证的方法[3,11]核定杏仁核边界，以ITK-SNAP软件计算不规则形状脑组织结构体积，最终使得测量结果更为准确[14]。

本研究中，18～30岁杏仁核体积高于31～70岁，提示杏仁核体积于该年龄段达峰值，之后逐渐缩小；校正前18～50岁男性杏仁核体积大于女性，而经校正后41～50岁男性杏仁核体积大于女性，既性别差异并不显著，且杏仁核体积与年龄呈负相关，与既往研究[15-16]结果一致。此外，本研究结果显示右侧杏仁核体积大于左侧，可能与受试者均为右利手有关，有待进一步证实。本研究的局限性：①未纳入0～17岁儿童数据；②未进行纵向观察；③杏仁核由多个小核团组成，并非单一灰质结构[17]，而本研究未对各亚区体积进行测量。

综上，中国健康成人杏仁核随年龄增大而出现萎缩，左侧杏仁核体积小于右侧，而校正后男、女性杏仁核体积基本一致。