多模态MRI 在帕金森病及其表型鉴别中的应用

赵瑞琛，张蕊，潘媛媛

（河南省人民医院影像科，河南 郑州 450003）

帕金森病 （PD） 是中枢神经系统常见的退行性疾病，运动障碍、 睡眠、 感觉、 自主神经以及认知损害等为该病的核心症状［1］。PD 根据患者的发病年龄、 病程及运动症状可分为不同表型。根据国际运动障碍协会制定的PD 评分量表，可将PD分为以震颤为主 （TD） 型、 姿势不稳／步态困难 （PIGD） 型及不确定型。不同PD 临床表型的治疗方式存在差异，对于TD型患者多选用高频脑深部电刺激治疗，而对于PIGD 型选择低频刺激［2］。不同表型患者的预后转归同样存在差异，PIGD 型相较于TD 型其运动功能恶化较快，接受左旋多巴类药物治疗的效果差。因此，需明确PD 患者的临床表型。磁共振成像（MRI） 为临床评估脑结构的有效手段。MRI T1加权成像可为医师提供清晰的脑结构定量信息，可用于研究脑微结构情况，如脑组织的体积、 表面积及形态等［3］。扩散张量成像 （DTI）是通过定量分析组织内水分子扩散特征的技术，可反映与病理相关的微结构异常变化。DTI 常用于观察脑白质的变化，已有研究［4］证实DTI 相关参数各向异性分数 （FA）、 平均扩散率（MD）、 轴向扩散率 （AD） 在TD 型及PIGD 型患者中存在差异。本研究拟利用MRI T1扩散加权成像及DTI 序列对PD 患者进行扫描，评估二者诊断PD 及鉴别疾病表型的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2018年1月至2019年12月我院收治的80 例PD 患者为观察组。纳入标准： ①符合PD 诊断标准［5］；②无MRI 检查禁忌证。排除标准： ①继发性PD 或非典型PD；②患有精神系统疾病； ③合并癫痫或痴呆等疾病。以同期80例健康人群为对照组。纳入标准： ①身体健康，无认知损伤及精神系统疾病； ②接受MRI 检查。排除标准： 常规MRI 平扫发现脑结构异常者。对照组年龄41 ～78 （55.61 ± 4.95） 岁，男35 例、 女45 例，体质量指数 （22.67 ± 2.85） kg／m2。观察组年龄43 ～81 （56.27 ± 5.12） 岁，男39 例、 女41 例，体质量指数 （22.86 ± 2.91） kg／m2。两组的年龄 （t ＝0.828，P ＝0.408）、 性别 （χ2＝0.402，P ＝0.526）、 体质量指数 （t ＝0.417，P ＝0.677） 比较，差异无统计学意义 （P＞0.05）。

1.2 方法 采用3.0T MRI 扫描成像系统进行3D T1加权及DTI检查。3D T1加权成像： 采用FSPGR 序列扫描，参数： 重复时间8.3 ms，回波时间3.2 ms，翻转角8°，矩阵256 × 256，层厚1 mm，扫描时间5 min。DTI 扫描： 采用EPI 序列，参数：重复时间8 745 ms，回波时间81 ms，翻转角90 °，b ＝1 000 s／mm2，矩阵112 × 112，层厚2 mm，扫描时间12 min 22 s。

1.3 图像分析 对扫描图像进行三维重建及自动分割，获取皮质下区域及皮质区域的ROI，计算皮质表面积及厚度。DTI 图像分析： 首先进行涡流、 头动、 梯度校正，再进行颅骨剥离，去除脑外部组织，将DTI 图像分配至T1个体空间，计算T1个体空间的FA、 AD、 MD 参数图。PD 亚型分组： 参考Stebbins等制定的标准，基于MDSUPDRS 量表计算PIGD 及震颤评分，PD 患者根据运动症状分为TD 型 （n ＝42，震颤评分／PIGD 评分≥1.15）、 PIGD 型 （n ＝38，震颤评分／PIGD 评分≤0.90）。

1.4 统计学分析 采用SPSS 21.0 统计软件处理数据。计数资料以n （%） 表示，采用χ2检验； 计量资料以±s 表示，采用t检验。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 PD 患者的脑微结构改变 观察组左侧丘脑齿状核连接分区、 双侧黑质、 小脑上脚的FA 值以及左侧丘脑齿状核连接分区、 双侧黑质、 左侧额中回下部皮质的AD 值均高于对照组 （P＜0.05）。见表1。

表1 PD 患者的脑微结构改变 （±s）

表1 PD 患者的脑微结构改变 （±s）

FA AD组别 n 左侧丘脑齿状核连接分区双侧黑质小脑上脚左侧丘脑齿状核连接分区双侧黑质左侧额中回下部皮质观察组 80 0.70±0.08 0.63±0.10 0.43±0.06 0.47±0.06 0.40±0.05 0.34±0.05对照组 80 0.61±0.11 0.52±0.12 0.38±0.07 0.33±0.04 0.32±0.05 0.22±0.04 t5.9186.2984.85117.36510.11916.762 P＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001

2.2 TD 型及PIGD 型的脑微结构改变 PIGD 型患者的脑桥横束MD、 AD 值，以及右侧小脑皮质、 右侧中脑AD 值均高于TD 型患者 （P＜0.05）。见表2。

表2 PIGD 型及TD 型患者的脑微结构改变 （±s）

表2 PIGD 型及TD 型患者的脑微结构改变 （±s）

右侧中脑AD PIGD 型 380.68±0.070.65±0.090.44±0.060.46±0.07 TD 型420.63±0.110.57±0.120.40±0.070.37±0.06 t 2.3963.3452.7306.191 P 0.0190.0010.008＜0.001表型n脑桥横束MD脑桥横束AD右侧小脑皮质AD

3 讨论

本研究采用MRI T1加权及DTI 技术分析TD 型及PIGD 型患者脑微结构的改变，并探讨脑微结构指标鉴别PD 型及PIGD型的价值，结果显示，PD 患者左侧丘脑齿状核连接分区、 双侧黑质、 小脑上脚的FA 值以及左侧丘脑齿状核连接分区、 双侧黑质、 左侧额中回下部皮质的AD 值均高于对照组，且脑桥横束MD、 AD 值，以及右侧小脑皮质、 右侧中脑AD 值在TD型及PIGD 型患者中存在差异，提示采用MRI T1加权成像及DTI 序列扫描可辅助PD 的早期诊断并为PD 亚型鉴别提供参考。

本研究中MRI T1加权成像检查结果显示，TD 型及PIGD型患者均存在脑萎缩。PD 患者脑岛灰质表面积相较于对照组显著缩小，其中PIGD 型患者的左侧脑岛灰质体积及表面积均缩小，而TD 型患者未见该变化，提示PIGD 型为导致PD 患者脑岛灰质萎缩的主要因素。相较于TD 型患者，非震颤型患者病情进展更快，发生认知损害、 情绪障碍的风险更高［6］。本研究中PIGD 型患者脑岛灰质萎缩明显，可能与该型患者认知损害、 语言流畅异常等症状发生率高有关。本研究中DTI 分析结果显示，PD 患者DTI 参数的异常主要为丘脑齿状核连接分区及黑质FA 值及AD 值均较高，而PIGD 型与TD 型患者的脑微结构差异主要体现在脑桥横束、 中脑及小脑。FA 值反映水分子扩散的各向异性程度，AD 值反映水分子在平行于主方向上的扩散能力。PD 患者FA 值及AD 值升高的原因可能为白质核团体积萎缩导致相邻白质纤维束侵入或存在其他隐匿性损伤。PIGD 型及TD 型的主要区别在于脑桥横束、 小脑皮质及中脑的AD 值。中脑为脑桥及脑干的连接部位，发挥多种生理活动的神经传导作用，其受损后可通过信号传递至延髓，产生步态障碍。脚桥核AD 值升高与姿势不稳及步态困难密切相关，并且AD 值升高反映了脚桥核－丘脑胆碱能透射的退化［7］。本研究中PIGD 型患的AD 值较TD 型高，可解释PIGD 型患者的主要症状为姿势不稳／步态困难。

综上所述，不同表型PD 患者的脑微结构存在差异，结合MRI T1及DTI 序列成像可有效鉴别TD 型及PIGD 型患者的脑微结构改变。