磁共振3.0T NODDI联合APT序列对帕金森冻结步态患者脑结构改变的影像学研究.pdf

63影像研究影像研究与医学应用 2023年7月 第7卷第13期 帕金森好发于中老年人群中，作为临床发病率较高的神经退行性疾病，其机制与环境、遗传因素存在紧密的联系1。而冻结步态属于是一种发作性、致残性步态障碍，好发于帕金森晚期，治疗难度较大，且影响患者生活质量2。寇文怡等3发现，对于帕金森的影像学研究，更多地集中在对黑质致密带、黑质体积及黑色铁沉积的测定，难以较好地解释震颤症状的产生机制。磁共振是帕金森冷冻步态患者中常用的影像学检查方法，能清晰地反映大脑形态学结构4。神经突方向离散度与密度成像（neurite orientation dispersion and density imaging，NODDI）能较好地解释 FA 值的变化，允许考虑神经纤维的密度和方向的离散度，反映神经纤维的形态学信息，更直接、具体地测量组织微结构5。而酰胺质子转移（amide proton transfer，APT）由磁化传递技术发展而来，通过物理学方法或新型对比剂的应用产生图像对比，获得良好的成像效果6-7。因此，本研究主要探讨磁共振3.0T NODDI 联合 APT 序列在帕金森冻结步态患者的结构改变的影像学，报道如下。1 资料与方法1.1 一般资料选取 2022 年 4 月2023 年 1 月新疆医科大学第二附属医院收治的帕金森冻结步态患者 76 例为观察组，其中男45例，女31例，年龄5479岁，平均（64.195.63）岁；病程 1 9 个月，平均（4.190.76）个月；合并症：高血压 6 例，高脂血症 13 例，糖尿病 3 例。另选择同期健康体检者 69 例为对照组，男 41 例，女 28 例，年龄52 80岁，平均（64.635.65）岁；合并症：高血压4例，高脂血症 11 例，糖尿病 2 例。纳入对象均签署知情同意书，两组一般资料比较差异无统计学意义（P 0.05），有可比性。观察组纳入标准：均为本院确诊的帕金森病例，且患者伴有不同程度冻结步态；意识清楚，病情尚稳定，能进行沟通及交流；均无磁共振检查禁忌证，患者均可耐受。对照组纳入标准：均为定期到医院体检，既往体检者；均无磁共振 3.0T NODDI 和APT 序列扫描禁忌证，体检者均可耐受。排除标准：精神障碍、确诊的器质性病例；中途转院就诊或放弃治疗者；严重肝肾功能异常或伴有自身免疫系统疾病者；凝血功能异常、确诊的器质性病变或中途死亡病例。1.2 方法两 组 入 院 后 均 行 磁 共 振 3.0T 检 查，常 规 完 成NODDI和APT序列扫描，检查前加强与患者沟通及交流，耐心讲解帕金森发病机制、临床表现及危害性相关知识，告知患者上述影像学检查过程中的注意事项，以提高患者依从性及配合度。磁共振检查：仪器购自于 Philips 公司，选择头部32 相控线圈，高分辨率自旋回波平面成像弥散加权图像，选择沿 32 个各向同性扩散梯度方向的变焦回波平面成像序列，b 值选取 0、1 000 和 2 000 s/mm2，得到弥散加权图像。待上述操作完毕后，常规完成 MR 平扫、DWI 及 DKI 扫描，完成相关参数设定。T1WI：磁共振 3.0T NODDI 联合 APT 序列对帕金森冻结步态患者脑结构改变的影像学研究马景旭，马微微，辛 娟（新疆医科大学第二附属医院影像科 新疆 乌鲁木齐 830000）【摘要】目的：探讨磁共振 3.0T 神经突方向离散度与密度成像（NODDI）联合酰胺质子转移（APT）序列对帕金森冻结步态患者的脑结构改变的诊断价值。方法：选取 2022 年 4 月2023 年 1 月新疆医科大学第二附属医院收治的帕金森冻结步态患者 76 例为观察组；另选择同期健康体检者 69 例为对照组。两组纳入对象入院后均行磁共振 3.0T 检查，常规完成 NODDI 和 APT 序列扫描，分析不同序列下患者结构改变；绘制 ROC 曲线，分析磁共振 3.0T NODDI 和 APT 序列扫描帕金森冻结步态患者的效能。结果：观察组与对照组同侧方向分散指数（ODI）、同侧各向同性体积分数（VISO）及对侧 VISO 水平差异无统计学意义（P 0.05）；观察组对侧 ODI、同侧细胞内体积分数（VIC）及对侧 VIC 水平显著低于对照组（P 0.01）；观察组黑质的不对称磁化转移率（MTRasym）水平显著低于对照组，壳核的 MTRasym、苍白球的MTRasym、尾状核的 MTRasym水平高于对照组（P 0.01）；ROC 曲线结果表明：磁共振 3.0T NODDI 与 APT 序列联合用于帕金森冻结步态患者脑结构改变中，灵敏度与特异度高于单一序列扫描（P 0.05）。结论：磁共振 3.0T NODDI 与 APT 序列用于帕金森冻结步态患者中，能显示脑结构改变，且两个序列联合检查可获得较高的效能，可为临床诊疗提供影像学依据。【关键词】磁共振 3.0T；神经突方向离散度与密度成像；酰胺质子转移序列；帕金森冷冻步态；结构改变；影像学【中图分类号】R445.1 【文献标识码】A 【文章编号】2096-3807（2023）13-0063-03基金项目：新疆维吾尔自治区自然科学基金资助项目（2022D01C272）。64 影像研究影像研究与医学应用 2023年7月 第7卷第13期 TR 设为 1 960 ms，TE 20 ms，T1 750 ms；T2WI：TR 为4 200 ms，TE 为 100 ms；DKI 扫描：选择 b=0、1 000 和2 000 s/mm2，32 个扩散方向扫描，设定层间隔为 5 mm，层 厚 2.43 mm，TR 为 3 000 ms，TE 为 90 ms；FOV 为200 mm231 mm119 mm，矩阵设定为 128128，合计扫描 538 ms，于扫描完毕后，自动生成校正序列。数据后处理：NODDI 模型。将最终获得的数据、图像，传输到后处理软件中，完成相关格式的转变，采用 NODDI Matlab R2013a 将得到的扩散加权数据拟合到NODDI 模型中，获得细胞内体积分数（VIC）图、方向分散指数（ODI）图和各向同性体积分数（VISO）图。APT 序列扫描。APT 的图像分析应用基于交互式数据语言内部开发软件。由本院 2 名磁共振医生与 APT 加权图上勾画感兴趣区，测量双侧黑质、红核、苍白球、尾状核、窍核，计算脑不同结构酰胺质子的不对称磁化转移率（MTRasym），上述操作均遵循仪器说明书完成。诊断效能。绘制受试者工作特征（ROC）曲线，分析磁共振 3.0T NODDI 和 APT 序列扫描在帕金森冻结步态患者种的效能（灵敏度与特异度）。1.3 统计学方法采用 SPSS 26.0 统计软件处理数据，符合正态分布的计量资料以均数 标准差（x-s）表示，采用 t 检验；计数资料以频数（n）、百分率（%）表示，采用 2检验，以 P 0.05 为差异有统计学意义。2 结果2.1 磁共振 3.0T NODDI 检查帕金森冻结步态患者的脑结构改变的影像学参数观察组与对照组同侧 ODI、同侧 VISO 及对侧 VISO水平差异无统计学意义（P 0.05）；观察组对侧ODI、同侧 VIC 及对侧 VIC 水平均显著低于对照组（P0.01），见表 1。表 1 磁共振 3.0T NODDI 检查帕金森冻结步态患者的脑结构改变的影像学参数比较（x-s）组别例数同侧 ODI对侧 ODI同侧 VIC对侧 VIC观察组760.200.32 0.190.04 0.620.14 0.530.12对照组690.220.34 0.230.07 0.690.18 0.660.16t0.0884.3123.9515.424P 0.050 0.001 0.001 0.001组别例数同侧 VISO对侧 VISO观察组760.140.070.120.04对照组690.130.050.130.05t0.0860.092P 0.050 0.0502.2 APT 序列检查帕金森冻结步态患者的脑结构改变的影像学参数两组红核的 MTRasym水平差异无统计意义（P 0.05）；观察组黑质的 MTRasym水平显著低于对照组，壳核的 MTRasym、苍白球的 MTRasym、尾状核的 MTRasym水平均显著高于对照组（P 0.01），见表 2。表 2 APT 序列检查帕金森冻结步态患者的脑结构改变的影像学参数比较（x-s）组别例数黑质的 MTRasym红核的 MTRasym壳核的 MTRasym观察组761.020.241.090.251.000.21对照组691.350.291.200.260.810.15t5.0950.6914.561P 0.001 0.050 0.001组别例数苍白球 MTRasym尾状核 MTRasym观察组760.960.121.140.11对照组690.500.080.710.08t6.0396.452P 0.001 0.0012.3 磁共振 3.0T NODDI 与 APT 序列在帕金森冻结步态中的效能ROC 曲 线 下 面 积（AUC）表 明：磁 共 振 3.0T NODDI 与 APT 序列联合用于帕金森冻结步态患者脑结构改变中，灵敏度与特异度高于单一序列扫描（P 0.05），见表 3 和图 1。表 3 磁共振 3.0T NODDI 与 APT 序列在帕金森冻结步态中的效能检测变量AUC 标准误差95%可信区间灵敏度/%特异度/%下限上限NODDI序列 0.7840.2310.6480.84175.7867.83APT 序列0.7170.1940.6150.79576.1369.98联合应用0.9020.1750.7840.90390.3289.35图 1 磁共振 3.0T NODDI 与 APT 序列在帕金森冻结步态中的效能ROC 曲线 65影像研究影像研究与医学应用 2023年7月 第7卷第13期 3 讨论帕金森是临床发病率较高的老年神经系统退行性疾病，具有特征性运动症状，亦伴有非运动学运动症状。而冻结步态作为帕金森患者晚期常见症状，作为一种发作性、残疾性的步态障碍，严重影响患者生活质量。在探讨脑生理功能的基础上，对相应脑区脑组织微结构的探索是当前研究的热点8-9。本研究中，观察组与对照组同侧 ODI、同侧 VISO 及对侧 VISO 水平差异无统计学意义（P 0.05）；观察组对侧 ODI、同侧 VIC 及对侧VIC 水平显著低于对照组（P 0.01），从本研究结果看出，磁共振 3.0T NODDI 模型用于帕金森冻结步态患者中，能清晰地显示患者的脑结构改变，为临床诊疗提供影像学依据。分析原因：NODDI 最早由 2012 年首次提出，作为一种新型的 MR 扩散成像方法，能准确地评估神经轴突和树突微结构复杂程度，从而能反映神经纤维的形态学信息，更加直接、具体地测定组织的微结构。Li 等10研究表明：NODDI 对于行径突起形态学参数无损，能更好地了解大脑生理及病理机制，区分细胞内、外及脑脊液三种微循环，对于神经突起的方向离散度及密度具有较高的效能。APT 亦是磁共振新型的磁共振分子成像技术，能敏感地探测组织中游离蛋白质与多肽。贾永锋等11研究表明：借助APT磁共振成像技术，能发现轻度认知障碍、阿尔茨海默病与健康人群海马区域APT值存在的差异。本研究中，观察组黑质的 MTRasym水平显著低于对照组，壳核的 MTRasym、苍白球的 MTRasym、尾状核的 MTRasym水平显著高于对照组（P 0.01），从本研究结果看出，磁共振 APT 序列用于帕金森患者中，能较为清晰地显示脑结构的变化情况，便于临床更深入的研究帕金森冻结步态机制。分析原因：APT 技术通过测定交换过程中距离水频率两侧 3.5 ppm 部位的 MTRasym，作为其信号强度，能半定量检测内源性游离蛋白肽和多肽中酰胺质子，具有无创、有潜力的辅助帕金森的诊断。李静等12研究表明：APT 序列能测定帕金森患者额叶灰质的改变，且与患者认知水平存在相关性。本研究中，ROC 曲线结果表明：磁共振 3.0T NODDI 与 APT 序列联合用于帕金森冻结步态患者脑结构改变检查中，灵敏度与特异度高于单一序列扫描（P 0.05），从本研究结果看出，磁共振 3.0T NODDI 与 APT 序列联合应用，发挥不同扫描序列优势，能获得较高的灵敏度，可预测患者病情严重程度，指导临床诊疗。因此，临床上对于帕金森冻结步态患者，应加强患者磁共振检查，检查过程中完成 NODDI 与 APT 序列的扫描，并完成数据的分析和整理，以评估患者病情严重程度，指导临床治疗；对于确诊病例尽早采取相应的干预措施，且干预过程中叮嘱患者定期完成磁共振 3.0T NODDI 与 APT 序列扫描，评估患者预后，提高患者治疗针对性及科学性。综上所述，磁共振 3.0T NODDI 与 APT 序列用于帕金森冻结步态患者中，能显示脑结构改变，且两个序列联合检查可获得较高的效能，可为临床诊疗提供影像学依据。但是，本研究中纳入病例数较少，仍需要后续研究进一步验证。【参考文献】1 阿卜杜热合曼阿卜力米提，蒋爽，邵华，等.帕金森病脑灰质核团微结构变化的 DKI 及 NODDI 成像研究 J.中国医学计算机成像杂志，2022，28(4):342-345.2 程秀，张鹏飞，王俊，等.小脑结构与功能磁共振成像在帕金森病中的研究进展 J.磁共振成像，2022，13(4):146-149.3 寇文怡，冯涛.超高场强磁共振技术在帕金森病诊断及鉴别诊断中的应用 J.中华老年心脑血管病杂志，2022，24(11):1227-1229.4 杨俊强，杨晓帆，仲崇琦，等.神经黑色素敏感磁共振成像对诊断帕金森病的应用价值 J.临床放射学杂志，2021，40(5):855-859.5 HE H Y,LIANG L,TANG T,et al.Progressive brain changes in Parkinsons disease:a meta-analysis of structural magnetic resonance imaging studies 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