同時(shí)應(yīng)用DTI與ESWAN兩種新技術(shù)對(duì)早期帕金森病的診斷價(jià)值

陳燕生，方　元，鄭　濤，杜　丹，黃松濤，劉蘭祥

（秦皇島市第一醫(yī)院核磁科，河北秦皇島　066000）

技術(shù)方法

同時(shí)應(yīng)用DTI與ESWAN兩種新技術(shù)對(duì)早期帕金森病的診斷價(jià)值

陳燕生，方元，鄭濤，杜丹，黃松濤，劉蘭祥△

（秦皇島市第一醫(yī)院核磁科，河北秦皇島066000）

DTI；ESWAN；帕金森病；診斷

近年來，隨著磁共振新技術(shù)的不斷發(fā)展，磁共振擴(kuò)散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）及多回波采集T2*加權(quán)三維梯度回波（enhanced T2*star weighted angiography， ESWAN）技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)無創(chuàng)性監(jiān)測(cè)黑質(zhì)致密部的病理變化，但目前同時(shí)應(yīng)用這兩種新技術(shù)對(duì)早期帕金森?。≒arkinson’s disease，PD）的診斷研究報(bào)道甚少。本研究同時(shí)應(yīng)用DTI及ESWAN兩種新技術(shù)，嘗試對(duì)黑質(zhì)致密部細(xì)化測(cè)量，探討FA值及T2*值對(duì)早期帕金森病診斷的的價(jià)值。

1　資料與儀器

1.1一般資料早期帕金森組：早期帕金森患者20例（Hoehn&Yah分期Ⅰ-Ⅱ期，無服用抗帕金森用藥病史），男9例，女11例；正常對(duì)照組：正常體檢者28例，男、女各14例。兩組年齡范圍：53-83歲。

1.2設(shè)備及應(yīng)用序列Signa EXCIIE 1.5T超導(dǎo)型磁共振機(jī)，8通道頭頸聯(lián)合線圈 （GE公司，美國(guó)）。序列參數(shù)T2WI：TR/TE=4500/102ms；DTI：TR/TE=10000/84.5ms，擴(kuò)散敏感場(chǎng)施加方向?yàn)?5；ESWAN：TR/TE=27/20 ms，b值（0，1000s/mm2）

2　方法

2.1掃描方法T2WI序列以胼胝體膝部至壓部最下緣連線作為頂線，從上至下，層厚3mm，無間隔，連續(xù)掃描20層；DTI序列：復(fù)制T2WI序列層數(shù)、層厚、層間距；ESWAN序列：復(fù)制DTI序列掃描范圍。

2.2感興趣區(qū)（ROI）劃分方法⑴應(yīng)用GE ADW4.3版FUNCTOOL軟件對(duì)DTI及ESWAN序列進(jìn)行圖像后處理，并分別與T2WI圖像融合；⑵在融合圖像上選取黑質(zhì)致密部最清晰層面并放大（圖1.a），手工勾勒出黑質(zhì)致密部輪廓（圖1.b）；⑶從黑質(zhì)致密部頭至尾側(cè)將其依次平均劃分為6個(gè)等大圓形感興趣區(qū)（圖1.c）。⑷將其中單側(cè)1-2、3-4、5-6 ROI的FA值（T2*值）分別合并，分別代表黑質(zhì)致密部頭、體及尾部FA值（T2*值）；將其中1-6合并代表黑質(zhì)致密部總FA值（總T2*值）。

圖1　感興趣區(qū)劃分方法

2.3分析方法的建立⑴左、右側(cè)相同感興趣區(qū)合并帕金森組與對(duì)照組組內(nèi)各部位（黑質(zhì)致密部頭部、體部尾部及黑質(zhì)致密部）左、右側(cè)興趣區(qū)的FA值之間無差異（P＞0.05），T2*值之間無差異（P＞0.05），將各部位左右側(cè)興趣區(qū)的FA值合并，T2*值合并，分別代表各感興趣區(qū)FA值及T2*值（表1-2）。⑵將帕金森病與正常對(duì)照組黑質(zhì)致密部FA值及T2*值進(jìn)行ROC曲線分析，測(cè)量雙側(cè)黑質(zhì)致密部FA值及T2*值診斷帕金森病的敏感性及特異性。⑶將帕金森病組與正常對(duì)照組黑質(zhì)致密部頭、體尾部FA值進(jìn)行ROC曲線分析。

表1　帕金森組與對(duì)照組雙側(cè)黑質(zhì)致密部頭、體、尾部感興趣區(qū)FA值比較

表2　帕金森組與對(duì)照組雙側(cè)黑質(zhì)致密部頭、體、尾部感興趣區(qū)T2*值比較

3　結(jié)果與分析

3.1雙側(cè)黑質(zhì)致密部FA值與T2*值ROC曲線分析 FA值對(duì)早期帕金森病診斷的敏感性及特異性分別為92.9% 70%，曲線下面積為0.886；T2*值敏感性及特異性分別為85.7%、50%，曲線下面積為0.714（圖2）?？梢姂?yīng)用DTI及ESWAN技術(shù)測(cè)量黑質(zhì)致密部總FA值與總T2*對(duì)早期帕金森病診斷均具有很高的的敏感性，因?yàn)榇殴舱駨浬⒓訖?quán)成像（DWI）是在彌散加權(quán)成像基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，能三維空間定量分析活體組織內(nèi)水分子自由擴(kuò)散速率及方向的一種新技術(shù)，可以很好地評(píng)估組織結(jié)構(gòu)的完整性和連續(xù)性。在帕金森病中當(dāng)多巴胺細(xì)胞發(fā)生退變、缺失及膠質(zhì)細(xì)胞形成時(shí)，會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)區(qū)域功能及結(jié)構(gòu)的變化，影響到該區(qū)域水分子的彌散運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而表現(xiàn)為FA值的變化，WI是在分子水平反映疾病的早期病理改變。磁敏感加權(quán)成像技術(shù)（ESWAN）是一組利用組織磁敏感性不同而成像的技術(shù)，完全流動(dòng)補(bǔ)償3D梯度回波掃描可同時(shí)獲得相位圖及幅值圖兩組原始圖像，且與所對(duì)應(yīng)的解剖位置完全一致。相位加權(quán)成像可以比較好地反映組織間的磁敏感性差異對(duì)比序列，可以對(duì)非血紅素鐵的顯示相對(duì)更加清晰。

但FA值的敏感性及特異性均略高于T2*（圖2），分析原因：⑴當(dāng)細(xì)胞發(fā)生變性或壞死時(shí)，局部區(qū)域水分子自由擴(kuò)散速率與方向發(fā)生變化，DTI技術(shù)可以直接定量檢測(cè)這種水分子的變化［1-2］。T2*值的測(cè)量是通過鐵含量的多發(fā)提示局部病變的發(fā)生，是間接提示早期帕金森病的發(fā)生。⑵不同場(chǎng)強(qiáng)MR機(jī)測(cè)出同一區(qū)域的T2*值存在明顯差異［3］，而DTI技術(shù)所測(cè)FA值相對(duì)受磁共振機(jī)場(chǎng)強(qiáng)影響較小，故FA值測(cè)量較T2*值測(cè)量對(duì)早期帕金森病診斷更準(zhǔn)確。

圖2　雙側(cè)黑質(zhì)致密部FA值與T2*值ROC曲線分析

3.2雙側(cè)黑質(zhì)致密部頭、體、尾部FA值ROC曲線分析

雙側(cè)黑質(zhì)致密部頭、體、尾部FA值曲線下面積分別為0.814、0.818、0.786（圖3）。早期PD黑質(zhì)致密部頭部及體部FA值降低較體部及尾部更明顯（表1）。這與國(guó)外學(xué)者Vaillancourt等［4］認(rèn)為早期PD黑質(zhì)尾部FA值降低更顯著存在差異，可能是因?yàn)閂aillancourt等研究所選取的黑質(zhì)感興趣區(qū)包含了黑質(zhì)致密部、黑質(zhì)網(wǎng)狀部及部分大腦腳纖維成分，而本研究選取的頭、體、尾部ROI主要集中在黑質(zhì)致密部。

圖3　雙側(cè)黑質(zhì)致密部頭、體、尾部FA值ROC曲線分析

4　結(jié)論

近年來，盡管很多國(guó)內(nèi)外學(xué)者將磁共振DTI或ESWAN技術(shù)應(yīng)用到對(duì)帕金森病診斷的研究中， 發(fā)現(xiàn)帕金森病人中黑質(zhì)區(qū)FA值或T2*值均發(fā)生了變化，如：L-L Chan等［1］及Yoshikawa等［2］均發(fā)現(xiàn)帕金森病組黑質(zhì)區(qū)FA值較正常對(duì)照組降低；湯敏等［5］研究發(fā)現(xiàn)：帕金森組黑質(zhì)區(qū)T2*值較正常組明顯減低；特別是Vaillancourt等研究發(fā)現(xiàn)，早期帕金森病雙側(cè)黑質(zhì)致密部FA值均降低，且黑質(zhì)尾部降低更顯著，其區(qū)分早期帕金森組與對(duì)照組的敏感性與特異性均達(dá)到100%。但目前同時(shí)應(yīng)用兩種新技術(shù)對(duì)早期帕金森病診斷的研究報(bào)道甚少。本研究同時(shí)應(yīng)用DTI及ESWAN兩種新技術(shù)彌補(bǔ)了這種不足。首先，研究通過圖像融合的方法將DTI與ESWAN后處理之后與T2WI圖像融合，在T2WI圖像上黑質(zhì)致密部最清晰層面間接測(cè)量FA值及T2*值。在T2WI圖像上更容易找到黑質(zhì)致密部與網(wǎng)狀部及紅核的分界區(qū)，因此在T2WI圖像上勾畫的感興趣區(qū)可以保證實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)更精準(zhǔn)；同時(shí)，圖像融合后，在T2WI圖像上測(cè)量FA值與T2*值，可以保證FA值與T2*值之間盡量匹配。其次，將黑質(zhì)致密部進(jìn)行細(xì)化。在勾畫黑質(zhì)致密部頭、體、尾部感興區(qū)時(shí)，沒有直接將黑質(zhì)致密部劃分成三部分，而是在黑質(zhì)致密部區(qū)內(nèi)從頭側(cè)至尾側(cè)劃分成6個(gè)等大圓形感興趣，兩兩感興趣區(qū)數(shù)值合并，分別代表黑質(zhì)致密部的頭、體、尾部的感興趣區(qū)FA值或T2*值。這種將黑質(zhì)致密部細(xì)化的測(cè)量方法可以盡量避免邊界區(qū)的容積效應(yīng)，使感興趣數(shù)據(jù)更精準(zhǔn)。

［1］Chan LL， Rumpel H， Yap K， et al. Case control study of diffusion tensor imaging in Parkinson's disease［J］. J Neurol Neurosurg Psyc hiatry，2007，78（12）：1383-1386.

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［5］湯敏，焦俊，沈桂權(quán)，等.帕金森病深部灰質(zhì)核團(tuán)MR T2值的初步研究［J］.臨床放射學(xué)雜志，2010，29（3）：303-306.

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1004-6879（2015）06-0511-03

2015-05-11