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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

张玉柱 徐露露 周洁 姜勇 于瑞磊 王传兵

张玉柱, 徐露露, 周洁, 姜勇, 于瑞磊, 王传兵. 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. doi: 10.12122/j.issn.1674-4500.2021.02.22
引用本文: 张玉柱, 徐露露, 周洁, 姜勇, 于瑞磊, 王传兵. 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. doi: 10.12122/j.issn.1674-4500.2021.02.22
Yuzhu ZHANG, Lulu XU, Jie ZHOU, Yong JIANG, Ruilei YU, Chuanbin WANG. Value of MR diffusion tensor imaging of midbrain and basal ganglia nuclei in the diagnosis and severity assessment of Parkinson's disease[J]. Journal of Molecular Imaging, 2021, 44(2): 327-331. doi: 10.12122/j.issn.1674-4500.2021.02.22
Citation: Yuzhu ZHANG, Lulu XU, Jie ZHOU, Yong JIANG, Ruilei YU, Chuanbin WANG. Value of MR diffusion tensor imaging of midbrain and basal ganglia nuclei in the diagnosis and severity assessment of Parkinson's disease[J]. Journal of Molecular Imaging, 2021, 44(2): 327-331. doi: 10.12122/j.issn.1674-4500.2021.02.22

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

doi: 10.12122/j.issn.1674-4500.2021.02.22
详细信息
    作者简介:

    张玉柱,主管技师,E-mail: yuzhuzhang0001@163.com

    通讯作者:

    王传兵,副主任技师,E-mail: 2434854303@qq.com

Value of MR diffusion tensor imaging of midbrain and basal ganglia nuclei in the diagnosis and severity assessment of Parkinson's disease

  • 摘要: 目的探讨中脑和基底节神经核团的磁共振扩散张量成像(DTI)在帕金森病(PD)诊断及病情评估中的应用价值。方法回顾性分析2017年7月~2020年11月在我院就诊的27例PD患者(PD组)及23例正常人群(对照组)的临床及MR资料。对两组进行常规MR平扫及DTI检查,测量各受试者双侧黑质、红核、尾状核头、丘脑、苍白球、壳核的DTI参数,包括各项异性分数(FA)、平均扩散系数(MD)。比较各核团FA和MD值在PD组和对照组间的差异。分析存在组间差异的参数单独及联合应用的诊断效能,以及和病程、Hoehn-Yahr分级及统一帕金森病评定量表运动部分(UPDRS Ⅲ)评分的相关性。结果PD组黑质、尾状核头、丘脑、苍白球及壳核的FA值均低于对照组,尾状核头MD高于对照组(P < 0.05)。受试者工作特征曲线分析示联合应用黑质、尾状核头、丘脑、苍白球及壳核的FA值和尾状核头的MD值诊断PD的曲线下面积(AUC)为0.981,均明显大于各参数单独应用于诊断PD的AUC(P < 0.05)。尾状核头MD值与PD患者UPDRS Ⅲ评分呈正相关(r=0.402, P=0.038),丘脑FA值与PD患者Hoehn-Yahr分级(r=-0.490, P=0.009)、UPDRS Ⅲ评分(r=-0.547, P=0.003)呈负相关。结论中脑、基底节神经核团DTI参数有助于PD的诊断及病情严重程度的评估,联合应用多个核团DTI参数具有较好的诊断效能。

     

  • 图  1  手动勾画中脑和基底节神经核团的ROI

    A: 黑质(粗箭头)和红核(细箭头)ROI; B: 尾状核头(粗箭头)和丘脑(细箭头)ROI; C: 苍白球(细箭头)和壳核(粗箭头)ROI; D~F: 对应的FA图; G~I: 对应的MD图.

    Figure  1.  Manually delineate the ROI of the midbrain and basal ganglia nuclei

    图  2  扩散张量成像参数诊断帕金森病的受试者工作特征曲线分析

    Figure  2.  Receiver operating characteristic curve analysis for diagnosis of Parkinson's disease by diffusion tensor imaging parameters.

    图  3  尾状核头及丘脑扩散张量成像参数与H-Y分级和UPDRS Ⅲ评分相关性

    H-Y: Hoehn-Yahr grade, UPDRS Ⅲ: Unified Parkinson's disease rating scale; FA: 各项异性分数, MD: 平均扩散系数.

    Figure  3.  The correlations of diffusion tensor imaging parameters of caudate head and thalamus with H-Y grading and UPDRS Ⅲ score

    表  1  两组中脑和基底节神经核团扩散张量成像参数比较

    Table  1.   Comparison of diffusion tensor imaging parameters of midbrain and basal ganglia nuclei between PD and NC groups (Mean±SD)

    参数 黑质 红核 尾状核头 丘脑 苍白球 壳核
    FA
      PD组 0.53±0.09 0.45±0.05 0.21±0.04 0.29±0.03 0.26±0.04 0.19±0.03
      对照组 0.61±0.04 0.47±0.05 0.25±0.03 0.33±0.05 0.31±0.05 0.23±0.04
      t -4.626 -0.931 -4.016 -3.418 -3.901 -3.648
      P < 0.001 0.361 < 0.001 0.002 < 0.001 0.001
    MD(×10-3 mm2/s)
      PD组 0.67±0.04 0.62±0.04 0.70±0.06 0.71±0.02 0.67±0.09 0.70±0.07
      对照组 0.72±0.09 0.64±0.06 0.67±0.04 0.72±0.03 0.67±0.10 0.68±0.05
      t -1.336 -0.846 2.606 -0.194 -0.071 0.881
      P 0.208 0.406 0.012 0.848 0.944 0.387
      
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    表  2  扩散张量成像参数对帕金森病的诊断效能

    Table  2.   Diagnostic efficacy of diffusion tensor imaging parameters in Parkinson's disease

    参数 AUC P 最佳界值 敏感度(%) 特异性(%) 约登指数
    黑质FA 0.814 < 0.001 0.565 91.3 59.3 0.506
    尾状核头FA 0.786 0.001 0.205 95.7 51.9 0.475
    尾状核头MD 0.686 0.025 0.730 100.0 40.7 0.407
    丘脑FA 0.761 0.002 0.305 65.2 77.8 0.430
    苍白球FA 0.788 < 0.001 0.265 82.6 63.0 0.456
    壳核FA 0.754 0.002 0.225 52.2 85.2 0.374
    联合应用 0.981 < 0.001 - 100.0 92.6 0.926
    AUC: 曲线下面积.
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    表  3  扩散张量成像参数与病程及临床量表的相关性

    Table  3.   Correlation of diffusion tensor imaging parameters with course of disease and clinical scale

    参数 病程a H-Y分级b UPDRS Ⅲ评分a
    黑质FA r=-0.171,P=0.394 r=0.069,P=0.732 r=-0.009,P=0.966
    尾状核头FA r=-0.155, P=0.440 r=-0.112,P=0.579 r=-0.337,P=0.086
    尾状核头MD r=-0.296,P=0.134 r=0.304, P=0.123 r=0.402,P=0.038
    丘脑FA r=-0.149, P=0.459 r=-0.490,P=0.009 r=-0.547,P=0.003
    苍白球FA r=-0.346,P=0.077 r=-0.186,P=0.353 r=-0.240,P=0.227
    壳核FA r=0.088,P=0.663 r=-0.164,P=0.412 r=-0.082,P=0.684
    a呈正态分布的计量资料, 行Pearson相关性分析; b等级资料, 行Spearman相关性分析.
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  • 收稿日期:  2020-12-21
  • 刊出日期:  2021-03-20

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