切换至 "中华医学电子期刊资源库"
高级检索
中华临床医师杂志(电子版)

中华临床医师杂志(电子版) ›› 2023, Vol. 17 ›› Issue (09) : 995 -1003. doi: 10.3877/cma.j.issn.1674-0785.2023.09.011

临床研究

帕金森病前驱期基底神经节环路磁共振弥散张量成像的应用研究
耿磊, 张照婷, 许磊, 黄海†(), 孙毅, 杨伏猛, 徐凯, 胡春峰   
  1. 222000　江苏连云港，连云港市第二人民医院（连云港市肿瘤医院）（江苏大学连云港临床学院）医学影像科
    222000　江苏连云港，连云港市第二人民医院（连云港市肿瘤医院）（江苏大学连云港临床学院）神经内科
    222000　江苏连云港，连云港市第二人民医院（连云港市肿瘤医院）（江苏大学连云港临床学院）检验科
    221002　江苏徐州，徐州医科大学附属医院医学影像科
  • 收稿日期:2023-04-02 出版日期:2023-09-15
  • 通信作者: 黄海
  • 基金资助:
    江苏大学医教协同创新基金项目资助(JDYY2023087); 2022年连云港市卫生健康面上科技项目(202219); 连云港市卫生科技项目(202021); 连云港市第二人民医院中青年人才成长基金科研课题计划(TQ201906)

Application of diffusion tensor imaging of the basal ganglia circuit in patients with prodromal Parkinson's disease

Lei Geng, Zhaoting Zhang, Lei Xu, Hai Huang†(), Yi Sun, Fumeng Yang, Kai Xu, Chunfeng Hu   

  1. Department of Medical Imaging, the Second People's Hospital of Lianyungang, Lianyungang 222000, China
    Department of Neurology, the Second People's Hospital of Lianyungang, Lianyungang 222000, China
    Medical Laboratory, the Second People's Hospital of Lianyungang, Lianyungang 222000, China
    Department of Medical Imaging, the Affiliated Hospital of Xuzhou Medical University, Xuzhou 221002, China
  • Received:2023-04-02 Published:2023-09-15
  • Corresponding author: Hai Huang
全文 ( ) 下载PDF ( ) 导出引用
引用本文：

耿磊, 张照婷, 许磊, 黄海, 孙毅, 杨伏猛, 徐凯, 胡春峰. 帕金森病前驱期基底神经节环路磁共振弥散张量成像的应用研究[J]. 中华临床医师杂志(电子版), 2023, 17(09): 995-1003.

Lei Geng, Zhaoting Zhang, Lei Xu, Hai Huang, Yi Sun, Fumeng Yang, Kai Xu, Chunfeng Hu. Application of diffusion tensor imaging of the basal ganglia circuit in patients with prodromal Parkinson's disease[J]. Chinese Journal of Clinicians(Electronic Edition), 2023, 17(09): 995-1003.

目的

探讨基底神经节环路弥散张量成像（DTI）对帕金森病前驱期（pPD）的诊断与病情评估的价值。

方法

收集2020年1月~2022年12月连云港市第二人民医院神经内科就诊的21例pPD患者作为病例组，同时选取30例健康人群（对照组，HC组）及28例帕金森（PD组）组患者进行对照，所有病例均行MRI平扫及DTI检查，运用DSI studio 软件对所有被检者的DTI图像进行后处理，自动提取各基底节核团各参数（FA、MD、AD、RD）值，对PD、pPD及HC组进行统计学对比分析，并且对各组参数与UPDRS III量表进行相关性分析。

结果

PD、pPD及HC组组间多个基底神经节核团、多个参数具有统计学差异（P<0.05），以壳核AD=1.28×10-3mm2/s时作为诊断pPD与HC的最佳诊断分界点，曲线下面积为0.805，敏感度为61.9%，特异度90.0%，诊断效能最高。pPD组内多个基底神经节核团、多个参数与UPDRS III量表评分存在相关性（P≤0.05），以丘脑下核AD值（r=0.763，P<0.001）相关系数最高。

结论

pPD基底节环路相关核团损伤广泛且程度不同，壳核AD值对pPD具有定量诊断价值，丘脑下核AD值可以作为pPD患者疾病严重程度的特征性敏感指标，pPD基底节环路多个相关核团的DTI多个参数值为pPD的早期诊断，早期干预治疗提供有价值的参考。

关键词: 帕金森病前驱期, 扩散张量成像, 基底神经节, UPDRS III量表评分
Objective

To assess the value of diffusion-tensor imaging (DTI) of the basal ganglia circuit in the diagnosis and assessment of prodromal Parkinson's disease (pPD).

Methods

A total of 21 pPD patients at the Department of Neurology of the Second People's Hospital of Lianyungang City from January 2020 to December 2022 were collected. Meanwhile, 30 healthy people (control group, HC group) and 28 patients with Parkinson's disease (PD group) were also included. All subjects underwent plain MRI scanning and DTI. DSI studio software was used to post-process DTI images of all subjects, and parameters [fractional anisotropy (FA), mean diffusivity (MD), axial diffusivity (AD), and radial diffusivity (RD)] of basal ganglia nuclei were automatically extracted. Statistical comparison and analysis were carried out among PD, pPD, and HC groups, and correlation analysis was carried out between parameters of each group and UPDRS III Scale score.

Results

There were statistical differences in basal ganglia nuclei and parameters among the PD, pPD, and HC groups (P<0.05). Putamen AD=1.28×10-3 mm2/s was the best diagnostic cut-off point for pPD and HC; the area under the curve was 0.805, the sensitivity was 61.9%, the specificity was 90.0%, and the diagnostic efficiency was the highest. In the pPD group, there were correlations between basal ganglia nuclei and UPDRS III Scale score (P<0.05), and the AD value of the subthalamic nucleus (r=0.763, P<0.001) had the highest correlation coefficient.

Conclusion

The lesions of basal ganglia nuclei in pPD patients are extensive and different in severity. AD value in the putamen is valuable for quantitative diagnosis of pPD. AD value in the subthalamic nucleus can be used as a characteristic sensitive index of disease severity in pPD patients. Multiple parameters of DTI in basal ganglia nuclei provide valuable reference for early diagnosis and intervention of pPD.

Key words: Prodromal Parkinson's disease, Diffusion tensor imaging, Basal ganglia, UPDRS III Scale score
表1 3组一般资料比较
分组 PD组 pPD组 HC组 统计值 P值
年龄（岁，） 65.50±6.68 64.24±8.47 62.2±5.7 F=1.707 0.188
性别[例（%）] χ2=3.12 0.21
男性 12（42.9） 9（42.9） 19（63.3）
女性 16（57.1） 12（57.1） 11（36.7）
受教育程度（年，） 6.96±4.17 8.43±3.98 8.10±3.54 F=1.01 0.369
MMSE（分，） 23.43±2.36 27.90±1.67 - t=-7.764 <0.001
病程（年，） 4.09±1.95 5.33±2.46 - t=-1.975 0.054
UPDRS III（分，） 38.04±8.46 8.1±2.76 - t=17.534 <0.001
H&Y分级（） 2.21±0.57 - - - -
图1 DSIstudio自动获得pPD患者双侧基底神经节核团感兴趣区伪彩图。图a为尾状核伪彩图，显示为紫色；图b为壳核伪彩图，显示为粉色；图c为苍白球外侧部伪彩图，显示为绿色；图d为苍白球内侧部伪彩图，显示为黄色；图e为红核伪彩图，显示为红色；图f为黑质伪彩图，显示为蓝色
图2 DTI各参数图。男性，65岁，pPD患者。图a为FA伪彩图；图b为FA图；图c为MD图；图d为AD图；图e为RD图 注：pPD为帕金森病前驱期；FA为各向异性分数；MD为平均弥散率；AD为轴向弥散率
表2 13组间基底节各核团DTI参数FA值方差分析及组间比较结果（）
ROI PD组 pPD组 HC组 F值 P值 aP值 bP值 cP值
尾状核 0.38±0.02 0.41±0.02 0.42±0.03 22.468 <0.001 <0.001 <0.001 0.073
壳核 0.43±0.02 0.45±0.03 0.47±0.03 14.894 <0.001 0.002 <0.001 0.075
苍白球内侧部 0.47±0.03 0.48±0.02 0.50±0.03 15.199 <0.001 0.01 <0.001 0.018
苍白球外侧部 0.44±0.03 0.46±0.02 0.48±0.03 16.577 <0.001 0.008 <0.001 0.033
丘脑下核 0.37±0.03 0.40±0.03 0.42±0.03 20.035 <0.001 0.001 <0.001 0.024
黑质 0.45±0.03 0.48±0.02 0.50±0.02 33.824 <0.00 <0.001 <0.001 0.005
红核 0.42±0.03 0.46±0.03 0.47±0.03 22.047 <0.001 <0.001 <0.001 0.212
表3 2组间基底节各核团DTI参数MD（10-3mm2/s）值方差分析及组间比较结果（）
ROI PD组 pPD组 HC组 F值 P值 aP值 bP值 cP值
尾状核 1.02±0.07 0.96±0.05 0.93±0.04 18.405 <0.001 0.006 <0.001 0.09
壳核 0.86±0.04 0.85±0.04 0.81±0.02 13.481 <0.001 0.483 <0.001 0.009
苍白球内侧部 0.88±0.05 0.84±0.04 0.82±0.04 13.067 <0.001 0.006 <0.001 0.075
苍白球外侧部 0.88±0.05 0.85±0.04 0.81±0.03 20.364 <0.001 0.006 <0.001 0.004
丘脑下核 1.05±0.10 0.94±0.06 0.89±0.03 36.598 <0.001 <0.001 <0.001 0.006
黑质 0.92±0.09 0.86±0.07 0.81±0.04 17.780 <0.001 0.033 <0.001 0.016
红核 1.0±0.09 0.93±0.07 0.91±0.06 10.405 <0.001 0.013 <0.001 0.773
表4 3组间基底节各核团DTI参数AD（10-3mm2/s）值方差分析及组间比较结果（）
ROI PD组 pPD组 HC组 F值 P值 aP值 bP值 cP值
尾状核 1.41±0.08 1.37±0.06 1.33±0.06 10.109 <0.001 0.051 <0.001 0.036
壳核 1.29±0.05 1.29±0.04 1.24±0.03 10.579 <0.001 0.994 0.001 0.001
苍白球内侧部 1.33±0.06 1.31±0.05 1.28±0.04 9.224 <0.001 0.062 <0.001 0.045
苍白球外侧部 1.31±0.05 1.29±0.05 1.25±0.04 12.591 <0.001 0.255 <0.001 0.001
丘脑下核 1.49±0.12 1.42±0.09 1.35±0.05 17.078 <0.001 0.062 <0.001 0.012
黑质 1.37±0.09 1.34±0.08 1.28±0.05 11.654 <0.001 0.404 <0.001 0.015
红核 1.43±0.09 1.39±0.07 1.36±0.06 6.602 0.002 0.059 <0.001 0.165
表5 4组间基底节各核团DTI参数RD（10-3mm2/s）值方差分析及组间比较结果（）
ROI PD组 pPD组 HC组 F值 P值 aP值 bP值 cP值
尾状核 0.82±0.07 0.75±0.05 0.73±0.04 21.513 <0.001 0.001 <0.001 0.184
壳核 0.65±0.05 0.63±0.05 0.60±0.04 9.599 <0.001 0.041 <0.001 0.056
苍白球内侧部 0.65±0.05 0.61±0.04 0.59±0.05 11.533 <0.001 0.003 <0.001 0.234
苍白球外侧部 0.66±0.05 0.62±0.04 0.59±0.04 15.867 <0.001 0.007 <0.001 0.019
丘脑下核 0.76±0.1 0.67±0.06 0.68±0.03 13.028 <0.001 <0.001 <0.001 0.158
黑质 0.69±0.09 0.62±0.06 0.58±0.04 19.571 <0.001 0.007 <0.001 0.038
红核 0.78±0.09 0.69±0.08 0.69±0.06 11.299 <0.001 0.003 <0.001 0.997
图3 不同灰质核团各参数箱式图比较。图a为不同灰质核团FA值箱式图；图b为不同灰质核团MD值箱式图；图c为不同灰质核团RD值箱式图 注：PD为帕金森病；pPD为帕金森病前驱期；HC为健康对照；FA为各向异性分数；MD为平均弥散率；RD为径向弥散率
图4 3组DTI纤维束比较图。以T1加权图为背景，图a为HC组黑质内正常的纤维束通行；图b为pPD组黑质内显示较少纤维束通行；图c为PD组黑质内显示较少的纤维束通行 注：HC为健康对照；pPD为帕金森病前驱期；PD为帕金森病
表6 不同参数对pPD与HC组鉴别诊断效能分析
参数 AUC 95%CI 最佳界值 敏感度 特异度 P值
尾状核AD 0.681 0.531~0.83 1.33 76.2% 60.0% 0.029
壳核MD 0.743 0.587~0.899 0.86 52.4% 96.7% 0.003
壳核AD 0.805 0.681~0.928 1.28 61.9% 90.0% <0.001
苍白球内侧部FA 0.673 0.525~0.821 0.48 66.7% 66.7% 0.037
苍白球内侧部AD 0.667 0.518~0.815 1.27 85.7% 46.7% 0.044
苍白球外侧部FA 0.692 0.544~0.840 0.46 57.1% 80% 0.021
苍白球外侧部MD 0.744 0.604~0.885 0.83 71.4% 76.7% 0.003
苍白球外侧部AD 0.756 0.625~0.886 1.24 95.2% 46.7% 0.002
苍白球外侧部RD 0.702 0.558~0.846 0.59 81.0% 53.3% 0.015
丘脑下核FA 0.687 0.537~0.837 0.39 47.6% 86.7% 0.024
丘脑下核MD 0.746 0.580~0.912 0.95 61.9% 100% 0.003
丘脑下核AD 0.729 0.571~0.886 1.35 81% 70% 0.006
黑质FA 0.727 0.590~0.863 0.50 95.2% 46.7% 0.006
黑质MD 0.722 0.58~0.865 0.8 90.5% 46.7% 0.007
黑质AD 0.702 0.552~0.852 1.31 52.4% 86.7% 0.015
黑质RD 0.656 0.497~0.814 0.57 85.7% 40% 0.061
图5 不同灰质核团各参数诊断pPD与HC操作者工作特征曲线。以壳核AD为1.28×10-3mm2/s时作为诊断pPD与HC的最佳诊断分界点，曲线下面积为0.805，敏感度为61.9%，特异度90.0%，诊断效能最高
表7 pPD组基底神经节各部位DTI各参数与UPDRS III量表评分相关性分析
参数 FA MD AD RD
r值 P值 r值 P值 r值 P值 r值 P值
尾状核 -0.158 0.493 0.592 0.005 0.675 0.001 0.590 0.005
壳核 -0.073 0.753 0.527 0.014 0.567 0.007 0.414 0.062
苍白球内侧部 -0.340 0.132 0.680 0.001 0.725 <0.001 0.625 0.002
苍白球外侧部 -0.331 0.142 0.621 0.003 0.613 0.003 0.631 0.002
丘脑下核 -0.166 0.473 0.589 0.005 0.763 <0.001 0.485 0.026
黑质 -0.546 0.01 0.431 0.05 0.483 0.026 0.450 0.041
红核 -0.676 0.001 0.615 0.003 0.556 0.009 0.623 0.003
图6 pPD组与UPDRS III量表评分相关分析。图a、b为黑质（r=-0.546，P=0.01），红核（r=-0.676，P=0.001）FA值与UPDRS III量表评分呈负相关；图c为丘脑下核AD值与UPDRS III量表评分呈正相关（r=0.763，P<0.001）
1
中华医学会神经病学分会帕金森病及运动障碍学组. 中国帕金森病治疗指南(第四版) [J]. 中华神经科杂志, 2020, 53(12): 973-986.
2
中华医学会神经病学分会帕金森病及运动障碍学组. 帕金森病前驱期诊断研究标准中国专家共识 [J]. 中华老年医学杂志, 2019, 38(8): 825-831.
3
张玉柱, 徐露露, 周洁, 等. 中脑和基底节神经核团MR扩散张量成像在帕金森病诊断中的作用 [J]. 分子影像学杂志, 2021, 44(2): 327-331.
4
Marrero-González P, Iranzo A, Bedoya D, et al. Prodromal Parkinson disease in patients with idiopathic hyposmia [J]. J Neurol, 2020, 267(12): 3673-3682.
5
Du J, Zhou X, Liang Y, et al. Levodopa responsiveness and white matter alterations in Parkinson's disease: A DTI-based study and brain network analysis: A cross-sectional study [J]. Brain and behavior, 2022, 12(12): e2825.
6
夏敏, 陈光斌, 敖锋. 基于扩散张量的灰质核团在帕金森病早期诊断研究 [J]. 临床放射学杂志, 2023, 42(1): 26-31.
7
Shah V, Alugolu R, Arora A, et al. 3T MRI-SWI based volumetric analysis of the subthalamic and red nuclei in advanced Parkinson's disease [J]. J Neurosurg Sci, 2023, 67(1): 108-112.
8
Hope TR, Selnes P, Rektorová I, et al. Diffusion tensor and restriction spectrum imaging reflect different aspects of neurodegeneration in Parkinson's disease [J]. PLoS One, 2019, 14(5): e0217922.
9
Terkelsen MH, Klaestrup IH, Hvingelby V, et al. Neuroinflammation and immune changes in prodromal Parkinson's disease and other synucleinopathies [J]. J Parkinsons Dis, 2022, 12(s1): S149-S163.
10
张红迁, 李伟霞, 吴有森, 等. DKI参数联合DTI在老年帕金森病患者脑深部核团微观变化评估中的应用[J]. 中国老年学杂志, 2022, 42(11): 2734-2737.
11
Farmen K, Nissen SK, Stokholm MG, et al. Monocyte markers correlate with immune and neuronal brain changes in REM sleep behavior disorder [J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2021, 118(10): e2020858118.
12
Hasan SM, Alshafie S, Hasabo EA, et al. Efficacy of dance for Parkinson's disease: a pooled analysis of 372 patients [J]. J Neurol, 2022, 269(3): 1195-1208.
13
Basile GA, Quartu M, Bertino S, et al. Red nucleus structure and function: from anatomy to clinical neurosciences [J]. Brain Struct Funct, 2021, 226(1): 69-91.
[1] 陈会, 钟佑泉, 何志旭, 吴惧, 周文智, 孙明霞. 链球菌感染相关的自身免疫反应与儿童抽动障碍的临床血清学研究[J]. 中华妇幼临床医学杂志(电子版), 2009, 05(02): 146-150.
[2] 冯妍, 范雁东, 吴金泽, 芒苏尔·努尔麦麦提, 排日哈提·居麦, 罗坤. 扩散张量成像对脊髓型颈椎病预测价值的Meta分析[J]. 中华脑科疾病与康复杂志(电子版), 2021, 11(06): 331-335.
[3] 任津瑶, 龙淼淼, 祁吉, 倪红艳. DTI检测阿尔茨海默病脑白质的改变[J]. 中华介入放射学电子杂志, 2017, 05(03): 189-193.
[4] 余慧, 杨位霞. 非酮症性高血糖偏侧舞蹈症的临床特征并文献复习[J]. 中华诊断学电子杂志, 2022, 10(01): 26-30.
[5] 陈思兰, 郭岳霖, 孔令梅, 饶海冰, 陈薇, 郑文斌, 吴仁华. 磁共振扩散峰度与张量成像对脑部小血管病皮质脊髓束早期华勒氏变性微观变化的诊断价值[J]. 中华诊断学电子杂志, 2020, 08(04): 275-280.
[6] 周斌, 张惠南, 高文, 曾献军. 磁共振扩散张量成像在急性隐匿性颈髓损伤中的诊断价值[J]. 中华诊断学电子杂志, 2018, 06(02): 119-123.
阅读次数
全文


摘要

版权所有 中华医学会 中华医学电子音像出版社有限责任公司  京ICP备14006079号-1  网络出版服务许可证：(署)网出证(京)字第075号