彌散張量成像對高血壓前期患者隱匿性腦損傷的臨床研究

陳培強， 唐子東， 郭光遠， 董 凱， 林少華， 姜 領， 于偉紅， 許毛峰

高血壓是腦血管事件的重要獨立危險因素之一。血壓與腦血管疾病的事件之間具有持續的相關性，其對靶器官的損害是早期、嚴重和潛移默化的。彌散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)是研究腦部灰白質結構的一種新的磁共振成像方法。目前已經應用于腦組織結構及白質病變的研究。既往研究［1，2］已確定在老年人中，年齡和血管危險因素對腦損傷的影響。但是，在臨床未出現明顯嚴重病變之前，50歲以上人群中不同血壓水平對腦組織是否有影響目前尚未得知。本研究試圖運用彌散張量成像(DTI)定量研究不同血壓水平的變化對無癥狀正常人腦白質部位的各向異性特點，以期了解前期高血壓水平的變化對無癥狀正常人腦組織隱匿性損傷的結果。

1 對象與方法

1.1 研究對象 入選我院2012年5月～2012年10月于我院查體科行正常體檢年齡相仿者的60例，其中男31例，女29例。年齡平均40±1歲。入選標準:(1)臨床無頭暈、頭疼、眩暈等癥狀以及認知、情感功能的障礙。(2)常規 T1WI、T2WI、T2FLAIR及DWI等序列均未見異常。(3)無藥物以及酒精依賴，無精神病史。(4)年齡40歲左右。(5)入組患者均除外先心病，風心病，心肌、心包疾病，無肝腎功能損害及內分泌疾病，無繼發性高血壓病史。

1.2 研究方法 將入選患者根據JNC-7按照血壓水平分為3組:正常血壓水平組(血壓＜120/80mmHg)20例;高血壓前期組(SBP/DBP 130～139/80～89mmHg)20例;高血壓組(血壓≥140/90mmHg)20例。入組高血壓病史者均無用藥史。所有入組患者均簽署患者知情同意書并同意進行試驗研究。對研究對象均進行身高、體重、腰臀比測定，并于晨起空腹采靜脈血檢測糖化血紅蛋白、膽固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白。受試者靜息5min以上，以汞柱血壓計測量右上臂坐位血壓，3次取其平均值。臨床資料見表1。

1.3 試驗儀器 GE Signa 3.0TMRI超導磁共振掃描儀，8通道NV線圈，最大梯度場強40mT/m，最大梯度切換率150T/(m.ms)。

1.4 掃描參數 常規T2WI:FRFSE序列，頭線圈，視野24cm ×24cm，TR 3000～10000ms，TE 90～160ms，BW 20.83，矩陣 256 ×256，激勵次數 3，層厚5mm，間距1.5mm，掃描時間1’50”～2’30”。DTI:采用兩個擴散敏感系數B1=0s/mm2，B2=1000s/mm2，掃描方向13個，頭線圈，視野24cm×24cm，TR 8000ms，TE 14.6ms，TI 500 ～ 2000ms，翻轉角90。，BW 62.5，矩陣 256 ×256，激勵次 4，層厚 5mm，間距1.5mm，掃描時間7’50”。

1.5 數據采集 取樣部位:由兩組放射專業醫師雙盲法根據T2WI形態學特點定出興趣區(ROI)大于20mm3，ROI應遠離顱骨、顱底等部位，嚴格選擇相同組織成分的相應的解剖結構取樣。本組ROI取樣于胼胝體膝部、胼胝體壓部、內囊前肢、內囊后肢、豆狀核、背側丘腦、額葉白質、側腦室前角周圍白質、側腦室后角周圍白質、半卵圓中心、枕鉗與側腦室內腦脊液。取樣包括了腦部灰質:皮質灰質(顳葉灰質)、腦內灰質核團(背側丘腦與豆狀核);腦部白質:聯合纖維(半卵圓中心)、連合纖維(胼胝體、枕鉗)、投射纖維(內囊)。

DTI取樣參數:表面擴散系數(apparent diffusion coefficient，ADC)、各向異性分數(fractional anisotropy，FA)。

1.6 統計學分析 對所采集的DTI數據利用GE公司提供的functional 2.1統計軟件進行處理，重建出ADC、FAI圖以及彩色張量圖。對ROI的計量數據用±s進行統計。對ROI的ADC、FA值分別行方差分析。用SNK法進行多重比較(如果不滿足方差齊性，則行稚和檢驗)。應用SPSS14.0統計軟件進行分析，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般資料 以上3組試驗人群的性別、年齡、身高、體重、腰臀比、糖化血紅蛋白、膽固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白等資料均無統計學差異(見表1)。

2.2 DTI所見 在ADC圖上灰白質均表現為低信號，兩者之間無明顯區別。腦脊液表現為高信號。FA圖顯示胼胝體、內外囊等所有不同解剖部位的白質均表現為高信號，且可清晰顯示其方向與走行;顳葉灰質與豆狀核、背側丘腦表現為較低信號;腦脊液為明顯低信號。在彩色張量圖上，不同的腦部白質表現為不同的顏色和強度，表示在不同方向上不同白質各向異性的差異。

2.3 3組試驗者腦灰白質的ADC變化 同組試驗者不同部位腦灰質ADC值比較差異具有顯著性意義(P＜0.05);腦白質:各解剖部位白質所得ADC、FA值顯示除枕鉗與內囊后肢、半卵圓中心在ADC上比較差異具有顯著性意義外，其余白質間ADC值差異無顯著性意義;高血壓前期組、高血壓組與對照組比較:不同分組，相同部位的ADC值如側腦室前角、后角周圍白質、半卵圓中心與額葉白質差異有統計學意義(P＜0.05)(見表2)。

2.4 3組試驗者腦灰白質的FA變化 同組試驗者不同部位如背側丘腦與顳葉灰質、豆狀核間FA值比較差異有顯著性意義(P＜0.05);顳葉灰質與豆狀核間FA比較差異無顯著性意義。在FA值的比較中，胼胝體膝部與內囊前肢、胼胝體膝部與半卵圓中心、胼胝體膝部與枕鉗、胼胝體壓部與內囊前肢、胼胝體壓部與半卵圓中心、胼胝體壓部與枕鉗、內囊前肢與內囊后肢、內囊后肢與半卵圓中心、內囊后肢與枕鉗、半卵圓中心與枕鉗差異均有顯著性意義。但在不同分組相同部位的腦白質FA值有變化:內囊后肢、胼胝體膝部、胼胝體壓部與半卵圓中心、側腦室前角、后角周圍腦白質以及額葉白質3組間的FA值變化差異有統計學意義(P＜0.05)(見表3)。

表1 3組患者的一般臨床資料

T1、P1值為高血壓前期組與正常組比較;T2、P2值為高血壓組與高血壓前期組比較

表2 3組試驗者腦部各感興趣區的ADC值

T1、P1值為高血壓前期組與正常組比較;T2、P2值為高血壓組與高血壓前期組比較

表3 3組試驗者腦部各感興趣區的FA值

3 討論

彌散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)是研究腦部灰白質結構的一種新的磁共振成像方法。DTI成像通過改變彌散敏感梯度方向測量體內水分子在各個方向上的彌散程度，在三維空間內定量分析水分子的彌散運動，利用所得多種參數值進行成像，最常用的是FA值，即各向異性分數，彌散的各向異性反映了細胞膜和髓鞘的完整性，在一些病理過程中，組織的微結構完整性遭到破壞，引起組織水分子彌散各向異性特征發生顯著改變。在腦組織中，水分子彌散所受限制越小，ADC值越高，FA值越低，兩者相結合可以準確地了解腦白質的形態改變。DTI則是通過監測水分子彌散各向異性特征的改變來反映腦組織的病理生理過程，是功能磁共振成像的一個重要組成部分。目前已經應用于腦組織結構及白質病變的研究［3，4］。高血壓是腦血管事件的重要獨立危險因素之一。血壓與腦血管疾病的事件之間具有持續的相關性，其對靶器官的損害是早期、嚴重和潛移默化的。因此早期進行有效防治更為重要。過去對高血壓前期的防控主要放在非藥物治療和控制危險因素方面。2007年的ESC/ESH高血壓指南強調高血壓的診斷治療除了考慮血壓水平外，更應當關注腦血管的總體危險，對于已存在亞臨床損害人群即使血壓正常也屬于高危人群。因此了解高血壓前期這一特定人群的亞臨床器官損害情況對采取有效的防治措施有重要意義。既往研究已經確定了在老年人中，年齡和血管危險因素對腦損傷的影響［5］。在常規磁共振成像中，T1WI及T2WI以及T2WI flair成像中可以清晰顯示高血壓對腦部灰白質損傷的結果。但是，在臨床明顯嚴重結果之前，我們是否確定不同水平高血壓對腦組織的影響早在50歲前就已經較為明顯。目前尚未研究。

本文重點在討論不同血壓水平的無癥狀正常人群反映腦白質病變的ADC及FA值的變化特點。水分子的擴散是人體內一個重要的生物物理現象，機體內病理組織擴散的變化可以反映組織的某些病理生理狀態。研究人體內各種正常組織與病理組織的水分子的擴散情況有助于進一步揭示人體的顯微解剖與功能，以及加深人體的病理變化的認識。擴散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)是近年來發展起來的一項磁共振新技術，可以在活體無創傷顯示腦內白質纖維束走行，反映白質纖維束的病理狀態及其與鄰近病變的解剖關系;也是目前在活體上進行水分子擴散測量與成像的唯一方法。當局部腦組織發生病理變化時。相應部位的水分子擴散亦發生相應變化，研究水分子運動的不同參數可能揭示出腦部病變的病理特征［6］。本研究顯示在ADC圖上灰白質均表現為低信號，兩者之間無明顯區別。腦脊液表現為高信號。FA圖顯示胼胝體、內外囊等所有不同解剖部位的白質均表現為高信號，且可清晰顯示其方向與走行;顳葉灰質與豆狀核、背側丘腦表現為較低信號;腦脊液為明顯低信號。在彩色張量圖上，不同的腦部白質表現為不同的顏色和強度，表示在不同方向上不同白質各向異性的差異。同組患者不同部位腦灰質ADC值比較差異具有顯著性意義(P＜0.05)。高血壓前期組、高血壓組與對照組比較:不同分組，相同部位的ADC值如側腦室前角、后角周圍白質、半卵圓中心與額葉白質差異有統計學意義(P＜0.05)。該變化特點與在不同分組相同部位的腦白質FA值變化相似。均表現為內囊后肢、胼胝體膝部、胼胝體壓部與半卵圓中心、側腦室前角、后角周圍腦白質以及額葉白質3組間的FA值變化差異有統計學意義(P＜0.05)。該結論與目前已知長期高血壓對腦小血管病損傷的易感部位相同［7，8］。這也間接證明了高血壓造成腦白質疏松癥損害之前，隱匿性腦損傷已然出現。盡管在常規磁共振成像中，T1WI及T2WI以及T2WI flair成像中尚未見到高血壓對腦部灰白質損傷的明顯結果，但是，運用擴散張量成像對腦微觀結構進行的研究表明，血壓的升高，可造成腦血管的緩慢損傷。即使在無癥狀中年人中，微小的血管性腦損傷也可在生活中隱匿性發生，并產生明顯的影像學效應。研究結果強調了早期控制血壓達標的重要性。因此，我們有必要對血壓進行及早及最佳的控制，減少亞臨床器官的損害。

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