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目的:探讨定量磁敏感图(quantitative susceptibility mapping,QSM)的直方图分析方法对帕金森病(Parkinson’s disease,PD)的诊断效能,及其在评价患者病程、病情等临床表现中的价值。材料和方法:收集2019年8月至2020年1月经苏州大学附属第二医院神经内科诊断的PD患者35例(PD组)。同时招募年龄、性别相匹配的23例健康志愿者作为正常对照(healthy controls,HC)组。记录如下临床资料:HC组的简易智力状况检查量表(Mini-mental State Examination,MMSE)评分;PD 组的病程(年)、H&Y分期(Hoehn and Yahr stage)、统一帕金森病评定量表第三部分(Unifled Parkinson’s Disease Rating Scale,UPDRS-Ⅲ)、MMSE 评分、汉密尔顿焦虑量表(Hamilton Anxiety Scale,HAMA)评分、汉密尔顿抑郁量表(Hamilton Depression Scale,HAMD)评分。所有受试者均在同—台设备进行颅脑MRI扫描。采集的原始图像经预处理后得到QSM图。在QSM图上勾画脑深部核团全体积的ROI。将所有受试者的QSM图像数据及ROI数据导入A.K软件进行直方图分析,提取出脑深部核团磁化率(Magnetic susceptibility,MS)值的15个直方图指标(平均值、最大值、中位数、均方根、方差、熵、峰度、偏度、标准偏差、10%位数、25%位数、45%位数、50%位数、75%位数、90%位数)。比较脑深部各核图MS值直方图指标在PD组和HC组中的差异。采用ROC曲线评估有差异的深部脑核图MS值直方图指标鉴别PD组和HC组的诊断效能。多元逻辑回归分析确定最佳的两核团才团直方图指标组合。采用Spearman秩相关分析评价PD组脑深部核团 MS值直方图指标与临床病程、神经心理量农评分的相关性。结果:1.脑深部核团 MS值方图指标在PD组与HC组之间的比较(1)PD组黑质(substantia nigra,SN)MS值的平均值、最大值、中位数、均方根、方差、标准偏差、10%位数、25%位数、45%位数、50%位数、75%位数、90%位数均高于HC组,差异有统计学意义。(2)PD组红核(red nucleus,RN)MS值的平均值、最大值、中位数、均方根、方差、标准偏差、10%位数、25%位数、45%位数、50%位数、75%位数、90%位数高于HC组,差异有统计学意义。(3)PD组壳核(putanmen,PUT)MS值的平均值、中位数、均方根、方差、熵、标准偏差、10%位数、25%位数、45%位数、50%位数、75%位数、90%位数高于HC组,差异有统计学意义。(4)PD组苍白球(globus pallidus,GP)MS值的偏度高于HC组,熵低于HC组差异有统计学意义。(5)PD组齿状核(dentatenucleus,DN)MS值的平均值、中位数、均方根、10%位数、25%位数、45%位数、50%位数、75%位数均高于HC组,差异有统计学意义。(6)PD组尾状核(caudatenucleus,CN)头部MS值的最大值、平均值、均方根、方差、标准偏差、75%位数、90%位数均低于HC组,差异有统计学意义。2.脑深部核团MS值直方图指标对PD的诊断效能(1)脑深部核团MS值在PD组与HC组之间有统计学差异的53个直方图指标均具有较好的诊断效能。其中,PUT核团MS值标准偏差与SN核团MS值的45%位数具有最佳的诊断效能,并且两者诊断效能相似(P=0.17)。SN核团MS值的45%位数具有最佳的诊断效能和最高的特异度(AUC=0.95;灵敏度=89%,特异度=93%),最佳阈值为135.04ppb;PUT核团MS值的标准偏差具有最好的诊断效能和最高的灵敏度(AUC=0.93;灵敏度=100%,特异度=84%),最佳阈值为23.82ppb。(2)脑深部核团MS值诊断效能最好的直方图指标由大到下排序依次为:SN核团MS值的45%位数(AUC=0.95,灵敏度=100%,特异度=84%)、PUT核团MS值的标准偏差(AUC=0.93,灵敏度=89%,特异度=93%)、RN核团的MS值的75%位数(AUC=0.75,灵敏度=79%,特异度=76%)、CN头部核团MS值的90%位数(AUC=0.74,灵敏度=79%,特异度=77%)、DN 核团 MS 值的 75%位数(AUC=0.72,灵敏度=85%,特异度=63%)、GP核团MS值的偏度(AUC=0.69,灵敏度=88%,特异度=52%)。其中,SN核团MS值的45%位数与PUT核团MS值的标准偏差具有相似的诊断效能。SN核团MS值的45%位数、PUT核团MS值的标准偏差相比于RN核团的MS值的75%位数、CN头部核团MS值的90%位数、GP核团MS值的偏度、DN核团MS值的75%位数具有较好的诊断效能(SN vs RN,P<0.01;SN vs CN头部,P<0.01;SN vs GP,P<0.01;SN vs DN,P<0.01;PUT vs RN,P<0.01;PUT vs CN 头部,P<0.01;PUT vs GP,P=0.02;PUT vs DN,P=0.04)。CN 头部核团MS值的90%位数、RN核团的MS值的75%位数、GP核团MS值的偏度、DN核团MS值的75%位数的诊断效能相似(CN头部vs RN,P=0.38;CN头部vs GP,P=0.90;CN 头部 vs DN,P=0.93;RN vs GP,P=0.92;RN vs DN,P=0.36;GP vs DN,P=0.72)。多元逻辑回归分析显示:PUT核团 MS值的标准偏差与SN核团MS值的45%位数联合具有最佳的诊断性能(AUC=0.97)。成对ROC比较显示:PUT核团才MS值的标准偏差与SN核团MS值的45%位数联合的诊断性能高于比PUT核团MS值的标准偏差(P=0.04)。(3)脑深部核团MS值诊断效能最好的直方图指标与平均值的诊断效能比较结果显示:SN、PUT、CN头部、RN、DN核团MS值的平均值均具有较好的诊断效能(AUC=0.76,灵敏度=94%,特异度=73%;AUC=0.76,灵敏度=74%,特异度=73%;AUC=0.70,灵敏度=94%,特异度=52%;AUC=0.73,灵敏度=68%,特异度=73%;AUC=0.68,灵敏度=68%,特异度=69%),GP、TH核团MS值的平均值在PD组与HC组之间的差异无统计学意义。SN核团MS值的45%位数、PUT核团MS值的标准偏差、GP核团MS值的偏度相比于其核团MS值的平均值具有较好的诊断效能(P=0.01;P=0.04;P=0.03;P=0.02);RN 核团的 MS 值的 75%位数、CN 头部核团MS值的90%位数、DN核团MS值的75%位数与其核团MS值的平均值的诊断效能相似。3.脑深部核团MS值直方图指标与病程、临床评分的相关性(1)与病程(年)、H&Y分期相关性最强的直方图指标是PUT核团MS值的25%位数(rho=0.72,P<0.01;rho=0.37,P=0.03)。(2)与UPDRS-Ⅲ评分相关性最强的直方图指标是SN核团 MS值的标准偏差(rho=0.55,P<0.01)。(3)与HAMD评分相关性最强的直方图指标是RN核团MS值的25%位数(rho=-0.36,P=0.33)。(4)与HAMA评分相关性最强的直方图指标是PUT核团MS值的90%位数(rho=0.37,P=0.03)。(5)脑深部核团平均值:SN核团平均值与UPDRS-Ⅲ评分呈正相关(rho=0.42,P=0.07),与病程(年)、H&Y分期、HAMA评分、HAMD评分无显著相关性(rho=0.16,P=0.35;rho=0.07,P=0.69;rho=-0.09,P=0.60;rho=-0.01,P=0.97)。RN、PUT、DN、CN头部核团MS值的平均值与病程(年)、UPDRS-Ⅲ评分、H&Y分期、HAMA评分、HAMD 评分无相关性。(RN:rho=0.08,P=0.63;rho=-0.17,P=0.32;rho=-0.18,P=0.30;rho=-0.31,P=0.07;rho=-0.30,P=0.08)(PUT:rho=0.30,P=0.01;rho=0.1,P=0.27;rho=0.31,P=0.07;rho=0.31,P=0.07;rho=0.18,P=0.31)(DN:rho=-0.02,P=0.90;rho=-0.14,P=0.43;rho=-0.20,P=0.25;rho=0.03,P=0.89;rho=0.01,P=1.00)(CN 头部:rho=0.21,P=0.22;rho=0.02,P=0.92;rho=-0.19,P=0.27;rho=0.07,P=0.68;rho=0.07,P=0.69)。结论:1.QSM直方图分析相比于常规平均值而言在PD组与HC组的鉴别中具有良好的诊断效能,能够反映脑深部核团铁沉积分布的不均匀。其中,SN核团MS值的45%位数与PUT核团MS值标准偏差可能是PD诊断较可靠的单个直方图指标。SN核团MS值的45%位数联合PUT核团MS值标准偏差模型具有最好的诊断效能。2.PUT核团MS值的25%位数与病程、病情、抑郁情绪相关;SN核团MS值的标准偏差与运动症状严重程度相关;PUT核团MS值的90%位数与焦虑情绪相关,且相关性较常规平均值更强。脑深部核团QSM直方图指标是监测PD患者疾病进展的影像学指标。