健康成年人灰质核团的脑铁含量与性别的相关性

王 波 任丽香 龚霞蓉 龚志梅 吴昆华 张宏江

(云南省第一人民医院磁共振科 昆明理工大学医学院，云南 昆明 650032)

脑铁沉积在健康人群的生长过程中及一些神经退行性疾病的病理生理过程中起着一定的作用。而在各种神经退行性疾病中，男性的发病率较女性高，男性的平均发病年龄亦较女性早〔1〕，推测与男性脑铁含量相对较高有关〔2〕。目前能进行准确、无创活体脑铁含量检测成为迫切需要解决的问题，而磁敏感加权成像(SWI)的应用使得人们可以进行无创脑铁含量测量。本研究探讨脑内灰质核团的脑铁含量与性别的相关性。

1 资料与方法

1.1一般资料 收集云南省第一人民医院2011年1月至2014年10月126例年龄匹配的健康成年志愿者作为研究对象，按性别分为男性组及女性组，年龄25～85(平均58.25)岁，行常规颅脑磁共振成像(MRI)扫描及SWI检查无异常。志愿者均为右利手，并排除可能影响神经系统的系统性疾病及代谢性疾病，既往无神经系统、精神疾病病史，扫描前均签署知情同意书。

1.2MRI扫描 使用GE Signa HDXt 3.0T超导型磁共振仪和8通道颅脑线圈。扫描参数有：横轴位SE T2WI(TR/TE： 2 820/111 ms)；FLAIR SE T1WI (TR/TE:1 777～1 823/26.8 ms，TI:860 ms)；FLAIR SE T2WI (TR/TE：8 002/146～153 ms，TI:2 000～2 250 ms)。SWI横轴位：Oblic 3D Mode，FSPGR，TR/TE：68.2 ms/6.06、13.44、20.81、28.18、35.55、42.92、50.30、57.67 ms，层厚/层间距：2/0 mm，翻转角20°,NSA:1,FOV:24 mm,Bandwith 31.25,矩阵416×356。

1.3相位值图像后处理及相位值的测量 扫描完成后在aw4.4工作站的Functool软件对SWI强度和相位的信息进行图像后处理，得到相位图像。全部数据由2位MRI医师使用多边形测量工具，分别测量得出双侧红核、黑质网状带、黑质致密带、尾状核头、壳核、苍白球和丘脑的相位值。

1.4统计学方法 应用SPSS17.0统计学软件进行t检验及协方差分析。

2 结 果

男性组及女性组左、右侧黑质致密带相位值最高，红核、黑质网状带及苍白球相位值较低，说明男性组及女性组黑质致密带脑铁含量最少，红核、黑质网状带及苍白球脑铁含量较高。男性组及女性组的左、右侧红核、黑质网状带、黑质致密带、尾状核头、壳核、苍白球和丘脑的相位值均无统计学差异(P>0.05)，见表1。以年龄作为协变量，性别作为自变量，以控制年龄对脑铁含量的影响，7个感兴趣区中，性别和年龄间均不存在交互作用(P>0.05)。红核(F=1.893，P=0.171)、黑质网状部(F=0.134，P=0.715)、黑质致密部(F=0.014，P=0.906)、壳核(F=3.629，P=0.059)、苍白球(F=3.871，P=0.051)、丘脑(F=0.011，P=0.916)、尾状核头(F=0.032，P=0.859)的相位值与年龄之间无统计学差异，说明7个感兴趣区的相位值不受年龄影响。红核(F=1.751，P=0.188)、黑质网状部(F=0.020，P=0.886)、黑质致密部(F=2.140，P=0.146)、壳核(F=3.367，P=0.069)、苍白球(F=2.756，P=0.103)、丘脑(F=0.583，P=0.447)、尾状核头(F=0.696，P=0.406)的相位值与性别间均无统计学差异(P>0.05)，说明这7个脑区的相位值不受性别差异的影响。

表1 同一感兴趣区的同侧不同性别组相位值比较

3 讨 论

SWI用来显示脑铁分布的基本原理是局部磁场的不均匀〔3，4〕。SWI采用的是薄层三维容积扫描，较常规磁共振检查能更清晰地显示脑深部核团的细微形态和解剖结构，为本课题的测量提供了较好的图像质量，得到的数据就更为准确。

铁是脑组织新陈代谢所必需的微量元素之一，参与着体内氧气运输、细胞的有氧代谢活动等多项重要的生理功能。铁为许多重要酶能够发挥正常功能提供了基础，并且参与髓鞘中脂质和胆固醇的合成〔5〕。不同的脑细胞摄取铁的能力不一致，并且在不同脑区铁的密度亦不同，因而脑铁的分布具有不均衡性〔6〕，说明不同脑区对铁的需求量不同形成了不同的功能区，尤其是红核、苍白球与黑质网状部的铁含量最多，反映了铁在锥体外系具有重要意义。Hallgren等〔7〕对81位死者脑标本的组织化学分析得出锥体外系脑铁浓度最高，其次是灰质，白质最低。本课题的研究亦发现在红核、苍白球与黑质网状部的脑铁含量最高，黑质致密带最低；与文献报道一致〔7，8〕。

本研究说明脑灰质核团的脑铁含量不存在侧别差异，与文献报道一致〔8〕。而夏爽等〔9〕采用磁敏感图对不同年龄63名健康志愿者脑铁含量进行定量测量，除壳核外，黑质、红核、苍白球、尾状核头和丘脑的铁含量均为右侧大于左侧，得出左右两侧脑结构的铁含量存在不对称性。研究认为右侧壳核、苍白球、黑质及尾状核的铁含量低于左侧，推测可能与人脑运动功能的半球优势差异及多巴胺系统半球有关〔10〕。分析原因如下：①感兴趣区选取：本课题各核团的勾画均在解剖结构清晰的最大层面SWI图像上人工进行，能更准确测量脑铁含量情况；②成像方法的选择：本研究采用的是国内、外大部分学者采用的SWI相位图来进行局部脑铁含量的测量，是一种理想的测量方法〔10～12〕。③志愿者的选取及数量分布：据文献报道正常人深部灰质核团随着年龄的增长，铁在其部位的沉积逐渐增多〔13,14〕。因此本研究选取年龄相匹配的进行统计学分析，剔除年龄变化对脑铁含量的影响，较以上2种方法更为准确。

本研究中男、女性在红核、黑质网状带、黑质致密带、尾状核头、壳核、苍白球和丘脑的脑铁含量不存在性别差异。与文献报道一致〔9〕。而Bartzokis等〔2〕采用磁场依赖性R2增加技术对脑铁进行了测量得出脑铁含量存在性别差异。分析其原因，考虑与成像方法、饮食习惯、人种的差别等有关。

1Taylor KS,Cook JA,Counsell CE.Heterogeneity in male to female risk for Parkinson's disease〔J〕.J Neurol Neurosurg Psychiatry,2007；78(8):905-6.

2Bartzokis G,Tishler TA,Lu PH,etal.Brain ferritin iron influence age- and gender-related risks of neurodegeneration〔J〕.Neurobiol Aging,2007；28(3):414-23.

3Haacke EM,Cheng XY,Cheng YC,etal.Susceptibility weighted imaging(SWI)〔J〕.Magn Reson Med，2004；52(3)：612-8.

4Sehgal V，Delproposto Z，Haacke EM,etal.Clinical applications of neuroimaging with susceptibility-weighted imaging〔J〕.Magn Reson Imaging，2005；22(4)：439-50.

5张 静,张云亭，何 宁，等.磁敏感加权成像对帕金森病患者丘脑底核的显示价值初探〔J〕.磁共振成像,2011；2(5):353-7.

6Moos T,Nielsen TR,Skjorringe T,etal.Iron trafficking inside the brain〔J〕.J Neurochem,2007；103(5):1730-40.

7Hallgren B,Sourander P.The effect of age on the non-haemin iron in the human brain〔J〕.J Neurochem,1958；3(1):41-51.

8徐晓俊，汪启东，张敏鸣.在体磁共振成像研究脑铁含量是否存在性别差异〔J〕.浙江大学学报(医学版),2008；37(5):477-82.

9夏 爽,柴 超,沈 文,等.MR定量磁敏感图评估正常人脑铁含量的初步研究〔J〕.中华放射学杂志，2014；48 (9):730-5.

10张京刚,胡春洪,邢 伟，等.正常人脑核团铁含量分布及年龄相关性MR磁敏感成像初步研究〔J〕.实用放射学杂志,2012；28(8):1159-63.

11Haacke EM，Ayaz M，Khan A,etal..Establishing a baseline phase behavior in magnetic resonance imaging to determine normal vs.abnormal〔J〕.J Magn Reson Imaging，2007；26(2)：256-64.

12Zhang W,Sun SG,Jiang YH,etal.Determination of brain iron content in patients with Parkinson's disease using magnetic susceptibility imaging〔J〕.Neurosci Bull,2009；25(6):353-60.

13毛 磊，戴建平，孙 波.磁敏感加权成像观察健康人群脑内铁含量〔J〕.中国医学影像技术,2009；25(6):996-8.

14苗延巍，刘 婷，伍建林,等.磁敏感加权成像评价正常人大脑灰质铁代谢〔J〕.中国医学影像技术，2009；25(3)：377-9.