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磁化转移成像技术在特发性震颤与帕金森病鉴别诊断中的价值探究

2025-04-10 8 上传者：管理员

摘要：目的应用磁化转移成像(MTI)技术探究其在特发性震颤(ET)与帕金森病(PD)鉴别诊断中的价值｡方法搜集ET和PD患者各39例的MTI数据,以双侧黑质内侧､黑质外侧､蓝斑､丘脑腹侧､额叶､小脑皮质区为感兴趣区域进行勾画并测定其磁化转移率值(MTR),并对测定数据进行统计学分析并绘制有统计学意义的测量区域受试者工作特征(ROC)曲线｡结果在测定的感兴趣区域中,丘脑腹侧(右侧)､双侧额叶､蓝斑区域的MTR值差异无统计学意义(P>0.05),在丘脑腹侧(左侧)区域的MTR值差异具有统计学意义(P<0.05),在黑质､小脑皮质区域的MTR值差异具有统计学意义(P<0.001),在双侧黑质､小脑区域取得了较好的ROC曲线与曲线下面积(AUC>0.7)并得出相应的最佳阈值､敏感度与特异度｡结论MTI技术能够为ET与PD提供鉴别诊断依据,在区分ET与PD患者中具有较好的参考价值,为ET与PD的病理生理机制的了解提供一定的帮助｡

关键词：
帕金森病
特发性震颤
磁共振磁化转移率成像技术
运动障碍
鉴别诊断
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特发性震颤(essentialtremor,ET)是临床中最为常见的运动障碍疾病之一,随着人口的老龄化其患病率也在逐年上升[1]｡其主流的病理学说认为是小脑⁃丘脑⁃皮层回路连通性异常改变在ET中起关键作用[2]｡有研究表明回路的改变开始于具有驱动作用的小脑浦肯野细胞(Purkinjecell,PC)的丧失,从而使得小脑深部的γ⁃氨基丁酸(GABA)能神经元异常改变[3],最后导致丘脑⁃大脑运动皮层的震荡[4],进而导致震颤体征的产生｡帕金森病(Parkinson＇sdisease,PD)所导致的神经退行变化会使大脑和自主神经系统中的多个神经递质通路受损,并产生各种运动和非运动症状[5,6]｡前者主要表现为运动迟缓､僵硬以及震颤[7];后者的特征是嗅觉受损(嗅觉丧失和嗅觉减退)､认知缺陷､抑郁和快速动眼睡眠行为障碍[8]｡PD的病理生理学的主流学说认为是由异常的α⁃突触核蛋白聚集､线粒体功能障碍､突触运输问题和神经炎症的复杂相互作用所造成[9],这些病理机制最终将加速多巴胺能神经元的死亡｡ET与PD的部分临床表现存在相似的情况,尤其是早期PD及ET的鉴别诊断对于临床来说更具有挑战性,但这两种疾病有着不同的发病机制和病变部位,通过MRI技术来量化这两种病变的差异,提高临床医师在PD与ET鉴别诊断的能力｡磁化转移是指结合于细胞膜或大分子这种半固态成分的质子与自由液体中的质子交叉弛豫的现象[10],磁化转移成像(magnetizationtransferimaging,MTI)通过使用饱和脉冲后对原有不施加饱和脉冲的组织成分进行信号测定,从而获得观测组织成分的参数:磁化转移率(magnetizationtransferratio,MTR)｡不同组织成分的MTR有所不同,在中枢系统病变中MTI可以对包括白质微结构损伤､病变过程(类似炎症病变)与髓磷脂损伤有着较为敏感的检测效应[11],MTI基于这种原理所获得的MTR能够对ET以及PD的鉴别诊断提供量化指标,并在这两种疾病的病理生理学机制的探索有着一定的研究价值｡

1、资料与方法

1.1研究对象

本研究经医院伦理委员会批准,所有受试者在检查前均被告知研究内容并签署知情同意书｡搜集牡丹江医科大学附属红旗医院2023年2月至2024年10月间于神经内科门诊首次就诊且经临床确诊为ET及原发性PD患者各39例,分别符合2018年国际运动障碍协会(MDS)更新的专家共识所制定的ET的诊断标准[12]､2015年国际运动障碍协会(MDS)修订的PD临床诊断标准[5]｡纳入标准:患者符合典型ET或PD临床表现且未进行过任何临床治疗,无其他神经退行性病变,行MTI检查,且图像质量良好,行MTI检查前需禁服抗ET或抗PD药物12h以上｡排除标准:MRI检查禁忌症(幽闭恐惧､心脏起搏器或铁磁金属置入物等),MRI图像质量欠佳｡最终纳入78例患者,其中ET患者男15例,女24例,年龄51~75岁;PD患者男16例,女23例,年龄45~75岁｡

1.2图像采集

MTI扫描序列使用3.0TMR扫描仪(Ingenia,Philips),光纤数字头部线圈,采用横断面MTI三维梯度回波序列,TR73ms,TE3.7ms,体素大小1mm×1mm×4mm,翻转角18°,视野224mm×168mm,扫描时间共5min42s,行横断位扫描2次,分别施加与不施加预饱和脉冲,偏共振频率为885Hz,带宽191Hz｡

1.3图像分析

由两名有经验的放射科医师独立使用双盲法对MTI序列的图像质量进行评估,并独立完成在图像后处理软件(RadiAntDICOMViewer)测量施加偏共振频率(M1)和不施加偏共振频率(M0)所得图像中感兴趣区域内测得的数据｡双侧黑质内侧､黑质外侧､蓝斑､丘脑腹侧､额叶､小脑皮质区为感兴趣区域(图1)｡进行测量时,感兴趣区域选取最大层面及上､下各一个层面,勾画时避免颅内血管及病变区域,每个感兴趣区域测量3次取平均值,最后计算MTR数值,计算公式:MTR=(M1-M0)/M0×100%｡

1.4统计分析

采用SPSS26.0软件进行统计学分析,计数资料以相对数构成比(%)或率(%)表示,P<0.05认为差异具有统计学意义｡所有数据经3次测量并取平均值,采用χ2检验比较性别资料,Kruskal⁃Wallis(H)检验比较年龄资料,呈非正态分布的计量资料以中位数和四分位数间距[M(P25,P75)]表示,采用Mann⁃WhitneyU检验比较两组间的差异｡绘制受试者工作特征(ROC)曲线并计算曲线下面积(AUC),并进一步获得测量区域MTR值对应的敏感度､特异度与最佳阈值｡

2、结果

受试群体在性别､年龄的差异无统计学意义,ET组与PD组受试者左侧丘脑腹侧区域MTR值差异有统计学意义(P<0.05),在黑质､小脑皮质区差异有统计学意义(P<0.01),在丘脑腹侧(右侧)､双侧额叶､蓝斑区域MTR值差异无统计学意义(P>0.05)(表1)｡对具有统计学意义的感兴趣区域用于ET与PD鉴别诊断的MTR值所对应的最佳阈值､敏感度､特异度､AUC分析结果如表2所示｡丘脑腹侧(左侧)､黑质内侧(左侧)､黑质内侧(右侧)､黑质外侧(左侧)､黑质外侧(右侧)､小脑皮质(左侧)､小脑皮质(右侧)的MTR最佳阈值分别为35.6%､34.1%､34.23%､34.20%､34.8%､34.66%､34.54%｡PD组受试者丘脑腹侧(左侧)及双侧黑质内侧､双侧黑质外侧MTR值低于ET组受试者,而ET组受试者双侧小脑皮质MTR值低于PD组受试者｡

表1ET组与PD组感兴趣区域MTR值比较

表2ET组与PD组测定MTR具有差异性感兴趣区域ROC曲线分析

图1A~HPD组与ET组感兴趣区域MTI

3、讨论

既往的研究过程中,ET与PD被认为是病因､治疗方案与预后截然不同的两种疾病,然而在实际临床中,部分患者的临床表现介于ET与PD两种疾病的特点之间,这种情况给临床医师带来了诊断方面的困难｡随着对ET的研究深入,2018年国际运动障碍协会中还将ET延伸出一个更为宽泛的震颤类别或新概念“essentialtremor⁃plus”[13],这种特发性震颤包括部分轻度认知障碍､轻度共济失调等神经学症状,这种现状更是体现出PD与ET疾病在鉴别过程中难以单从临床表现中对这类复杂的神经系统疾病进行诊断｡本研究中ET组MTR值高于PD组的实验结论与类似研究相符,在一项神经黑色素成像(NM⁃MRI)对PD与ET的鉴别诊断研究中[14]表明,PD组黑质体积及黑质与蓝斑的信号强度比值均比ET组及健康组有所下降;研究中PD组双侧黑质MTR值相对下降的实验结果同样与既往研究结果相符,在Tambasco等[15]的研究中指出在PD早期患者大脑内测得MTR值的异常改变,并且肯定了黑质区域的MTR值降低对PD早期诊断的研究价值｡而本研究发现了ET与PD在黑质区域的MTR值的相对改变,笔者推测PD患者在早期即存在包括神经黑色素等此类大分子物质减少,而ET患者不存在此类情况,即PD与黑色素大分子物质丢失有关而ET无关,最终体现在PD组的MTR值相对下降,并绘制了ROC曲线､计算出AUC,其中双黑质外侧的AUC值最好,并分别得到右侧黑质外侧最佳MTR阈值34.8%,敏感度80%,特异度81%;左侧黑质外侧最佳MTR阈值34.2%,敏感度82.2%,特异度78.4%｡本研究结果表明通过MTI技术发现ET与PD在黑质区域的病理机制存在差异并且可以作为两种疾病影像诊断的依据之一｡参考薛培源[16]等提到的观点,目前在MRI技术中提取中脑黑质的最佳阈值尚未达成共识,也没有专门开发用于PD患者黑质体积及面积图像分割的模板,这使得手动勾画感兴趣区方法对于黑质体积､面积具有一定主观性,本实验中以圆形或椭圆形测定可视化明显的黑质区域的MTR值更为便捷可靠,在一定程度上减少了主观因素所导致的测量误差,验证了实际诊断工作中的可行性｡

作为国内首次应用MTI技术对ET与PD的研究实验,本研究还发现ET受试组双侧小脑区域MTR值较PD组减低,并确定了MTI技术下ET与PD鉴别中小脑皮质左侧最佳MTR阈值为34.66%,敏感度79%,特异度77.6%;小脑皮质右侧最佳阈值为34.54%,敏感度82.1%,特异度74.2%｡这种实验结果或许表明MTI技术可以对例如小脑浦肯野细胞这类神经细胞萎缩､减少具有良好的检测效应,并进一步印证了ET患者的病变特征与PD患者的机制有所不同,在两项关于ET患者小脑皮质区域异常改变的影像学研究[17,18]反映出在部分小脑皮质区域(主要集中在小脑Ⅳ~Ⅴ蚓部和Ⅵ小叶)存在病理学上的改变,这与目前小脑是ET起源及主要病理变化区域[19]的观点一致,而始于小脑的病变正是ET患者产生与PD患者难以区分包括震颤､肢体平衡改变等临床表现的重要原因,本研究正是通过印证这种假设并检测出这种异常变化从而达到对ET与PD的鉴别诊断｡研究表明,对于ET患者的丘脑腹侧中间核团(VIM)进行包括聚焦超声[20]及深部脑刺激[21](DBS)等方式可以有效缓解ET患者的震颤表现,VIM作为一个连接齿状核与大脑皮质的中间接收区域[22],ET的产生引起齿状核的异常状态从而导致在VIM内呈现出一种神经纤维束异常改变,而在成人大脑内,神经纤维则是可以通过轴突直径､轴突密度与髓鞘数量改变从而达到可塑的结果[23],采用MTI技术检测这种尤其是包含髓鞘变化的神经病理学改变为本研究提供了一个新的实验思路:是否能够利用MTI技术来探究发现ET患者与PD患者在丘脑核团中显著的差异性并印证相应的病理学机制｡但预期实验目标与本实验结果并不一致,仅丘脑左侧表现出差异有统计学意义(0.01<P<0.05),且并不足够作为ET与PD疾病鉴别的影像特征,同样无法说明这两种疾病在丘脑区域存在发病机制上的区别｡考虑到有研究指出在PD早､中期患者的丘脑MTR值测定中未发现其数值有所下降,而在晚期患者测定时发现了丘脑MTR值有所下降[24],而本研究并未对PD受试组进行内部早､中期与晚期分组,受试群体内可能存在部分PD晚期患者的丘脑核团MTR值下降与ET患者可能下降的丘脑腹侧中间核MTR值未产生明显的统计学差异,从而导致实验结果出现偏差,这也有可能是导致为何丘脑右侧区域未得出统计学差异结论的原因｡本研究中双侧额叶､双侧蓝斑未检测到MTR值在统计学中的差异,未来将进一步扩大实验来探究该区域的病理机制及诊断应用｡

本研究尚存在一定局限性:(1)样本量较小,可能存在选择性偏倚;(2)未对肢体两侧病程严重情况进行分类,这可能是导致黑质左侧AUC值总体低于黑质右侧的原因;(3)一项实验表明对于MTI技术而言不同饱和脉冲的频率偏移与翻转角度直接影响图像质量[25],未来可以通过多组对照研究从而优化MTI技术进一步提高ET与PD鉴别诊断效能｡

综上所述,本研究基于MTI技术在双侧黑质､小脑区域所测得的MTR值能够为ET与PD提供稳定､便捷的影像学鉴别诊断依据,在区分ET与PD患者中具有较好的参考价值,也提示二者在病理生理学机制上存在一定的差异,对寻求针对性的治疗提供了影像学依据｡

参考文献:

16薛培源,李星江,邢健,等.中脑黑质NM⁃MRI在帕金森病诊断中的研究及应用进展[J].临床放射学杂志,2024,43:662⁃665.

基金资助:黑龙江省重点研发计划项目(编号:2024ZX12C35);黑龙江省属高等学校基本科研业务费科研项目(编号:2023-KYYWFMY-0014);黑龙江省卫生健康委科技计划项目(编号:2022090910679);

文章来源:董林菘,陈绍华,石玥,等.基于磁化转移成像技术在特发性震颤与帕金森病鉴别诊断中的价值探究[J].临床放射学杂志,2025,44(04):586-590.D