磁共振擴散張量成像及白質纖維束示蹤技術對腦卒中預后的判斷價值

王雅慧等

[關鍵詞]擴散張量成像；腦卒中；皮質脊髓束；運動功能

中圖分類號：R445.2；R54文獻標識碼：B文章編號：1009_816X（2014）04_0325_02

腦卒中是一種致死率和致殘率極高的疾病，早期評價腦卒中的損傷程度和準確預測患者預后一直是醫學界的難題。常規頭顱CT和磁共振（MRI）很難準確顯示病灶與神經纖維束的空間位置關系以及白質束受損的范圍，擴散張量成像（DTI）和白質纖維束示蹤技術（DTT）的出現為腦卒中的早期診斷和病情評估、治療時機的判斷以及預后的評估提供了技術支持[1]，是唯一可在活體顯示腦白質纖維束的無創性成像技術，可直觀地顯示腦內病變對白質纖維形態結構直接或間接地影響。

1資料與方法

1.1一般資料：選取我院2010年10月至2012年10月中重度急性腦卒中伴不同程度運動功能障礙的住院患者32例，男18例，女14例，年齡58～71歲，平均（62.30±4.34）歲。納入條件：（1）年齡性別不限；（2）初次發病，入院時病程小于1周，存在肢體功能障礙癥狀；（3）病情相對平穩，可以耐受磁共振檢查；（4）入院時美國國立衛生院腦卒中量表（NIHSS）評分10～20分，日常生活能力量表（ADL）評分40～70分，缺血性腦卒中/TIA風險評估（ABCD2）評分量表評分>4分；（5）病程前3個月規范化康復治療總時間>50h；（6）除外肝、腎疾病及惡性腫瘤。

1.2方法：入院1周內完成頭顱MRI、磁共振彌散加權成像（DWI）、DTI、DTT檢查和進行NIHSS評分、簡化（Fugl_Meye）量表（FMS）評分，比較急性期患側與健側的平均各項異性分數（FA）值。發病2周后進行康復治療（器械運動訓練、康復踏車訓練、日常活動動作能力訓練、作業職業功能訓練、一對一徒手功能訓練）。發病后10～12周即康復期復查頭顱MRI、DTI、DTT檢查和NIHSS評分、FMS量表評分，行DTT檢查時進行雙側皮質脊髓束（CST）三維重建，獲得CST走行并了解研究組患者CST受損情況。急性期與康復期NIHSS和FMS評分分別記錄為NIHSS1、FMS1和NIHSS2、FMS2。頭顱磁共振檢查采用GE Signa3.0超導頭顱磁共振系統、8通道相控陣線圈，處理軟件使用Volume One和dTV。將32例患者DTI的數據輸至計算機，獲得FA圖及方向編碼彩色圖（directionally encoded color，DEC）。在FA圖和DEC圖的基礎上，根據大腦白質纖維束解剖，利用“種子點”標記梗死灶周圍纖維束始點，計算機自動追蹤，獲得DTT圖值各期梗死灶和健側相應部位FA值，得出DTT圖，根據需要可分別對不同的白質纖維束成像。在FA圖中分別測量梗死側及健側的FA值。采用GE_AW4.4工作站functool軟件對DTI數據進行后處理，重建出FA圖，分別在大腦腳、內囊后肢及病灶區域。判斷標準CST受損分級，1級：病灶與皮質脊髓束臨近，皮質脊髓束完整，無明顯受壓、移位；2級：皮質脊髓束完整，但受壓推移；3級：皮質脊髓束中斷[3]。

1.3統計學處理：采用SPSS13.0版統計軟件，患者患側及健側FA值比較采用t檢驗。腦梗死病灶區域FA值降低率與NIHSS1的相關分析及患側皮質脊髓束DTT分級與MFS2的相關性采用Pearson相關分析，P<0.05為差異有統計學意義。

2結果

2.1患者急性期與康復期FA值變化：32例急性腦卒中患者急性期患側平均FA值為（0.39±0.10）與健側相應部位（0.58±0.10）比較顯著降低，差異有統計學意義（P<0.05）。康復期DTI中病灶部位ROI對應的FA差值與急性期比較差異有統計學意義（P<0.05）。

2.2急性期與康復期FA差值與NIHSS1評分的相關性分析：Pearson相關分析顯示，FA差值與NIHSS1呈負相關（r=-0.56，P<0.01）。

2.3DTT分級與FMS2評分的相關性分析：入院急性期DTT中纖維分級：1級10例，2級及3級各6例，FMS評分為78，康復期變為1級16例，2級1例，3級5例，FMS評分為89。DTT中纖維束分級與FMS2進行Pearson相關分析顯示兩者呈負相關（r=-0.10，P<0.01），DTT分級越高，治療后FMS分越低，運動功能恢復越差。

3討論

彌散張量成像（DTT）是在磁共振彌散加權像成像（DWI）基礎上發展起來的一種成像方法，其基本原理是水分子在不均質組織中具有彌散各向異性的特征，從三維立體的角度分解，量化了彌散各向異性的信號數據，是組織微觀結構的顯示更加微細準確[4]。部分各向異性（FA）是描述腦白質纖維各向異性特征的主要參數之一，是指水分子各向異性成分占整個彌散張量的比例。FA值大小與髓鞘的完整性、纖維致密性及平行性有密切關系，能夠反映白質纖維是否完整，FA值變化于0～1之間，0代表最大各向同性彌散，1代表最大各向異性彌散，FA值越大，神經傳導能力越強。DTI通過在三維空間內定時定量地分析組織內水分子的彌散特性，立體顯示腦白質纖維束的走行、方向、排列、髓鞘等信息，能夠超早期在活體狀態下無創地跟蹤腦內白質纖維并反映其解剖連通性[5]，評估其病理改變、組織結構和功能間關系。同時可以通過彌散張量纖維束重建（DTT）顯示大腦白質纖維束，測定白質纖維束的走行方向和結構的完整性，可以立體直觀的觀察卒中病灶與白質纖維的之間的關系。

本文顯示，腦梗死急性期及康復期病例病灶區域FA值與健側對比有統計學意義，FA值降低越多，患者NIHSS值越大，FA值與NIHSS之間存在負相關，并且隨時間延長，FA值降低率顯著。在腦梗死早期，細胞水腫導致纖維束腫脹，纖維束之間空間縮小以及纖維束的扭曲，最終導致水沿著纖維束方向不易自由彌散，表現為彌散的各向異性程度降低，故而反映各向異性程度的FA值降低。腦梗死晚期，髓鞘的逐漸脫失、軸突崩解，壞死組織液化以及膠質增生，導致纖維束的完整性破壞，故而FA值進行性降低，但此時NIHSS評分卻明顯增高，FA降低率越大，NIHSS評分越高。

DTI在檢測腦梗死后皮質脊髓束損傷方面有著顯著的優勢，可顯示皮質脊髓束的迂曲、受壓、變形，也可顯示梗死區與其關系，對區分梗死灶的具體解剖部位及判斷預后具有重要意義。通過白質纖維束重建（DTT）對CST與梗死病灶的空間關系顯示清晰，并可較好觀察白質束的形態和完整性，從而對纖維束進行分級。本文顯示急性期病例纖維束分級隨機分布于1_3級，康復期病例主要分布于1級及3級，本文DTI復查22例病例中，顯示纖維束出現完整（1級）16例，中斷（3級）5例，考慮這種纖維束分級的變化動態地反映出腦缺血后白質纖維的髓鞘崩解、脫失、及壞死的病理過程，隨時間延長、梗死灶進一步發展、腦組織壞死、軟化，白質纖維束中斷，可初步解釋腦梗死晚期病例白質纖維束分級多分布于1級及3級的原因。但本文病例復查數目較少，有待更大病例組進一步研究。通過纖維束分級與肢體運動功能評分（FMS2）進行對比分析，顯示患者運動功能恢復與CST的DTT分級有相關性，DTT分級越高，治療后FMS評分越低，提示伴有纖維束破壞、中斷的患者治療后運動功能恢復不佳。

綜上所述，磁共振DTI、DTT技術相對于常規的MRI技術能直觀、量化的評估腦卒中后白質束的損傷程度，進一步判斷運動神經受損情況，對觀察CST的損害程度、預測恢復程度、指導臨床康復治療具有重要的價值。

參考文獻

[1]張霞，邢悅，張蕓，等.彌散張量成像技術在缺血性腦卒中的應用[J].四川大學學報（醫學版），2009，40（3）：551-554.

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[3]肖慧，陳自謙，張碧云，等.三維纖維束示蹤成像評價急性腦梗死患者皮質脊髓束損傷的意義[J].中國臨床康復，2006，10：70-72.

[4]丁慶國，陳振湖，路永明，等.彌散張量成像在膠質瘤分級中的應用價值初探[J].中國醫學影像學雜志，2007，5（2）：10-12.

[5]Danielian LE， Iwata NK， Thomasson DM， et al. Reliability of fiber tracking measurements in diffusion tensor imaging for longitudinal study[J]. Neuroimage，2010，49（2），1572-1580.

（收稿日期：2014_3_24）

DTI在檢測腦梗死后皮質脊髓束損傷方面有著顯著的優勢，可顯示皮質脊髓束的迂曲、受壓、變形，也可顯示梗死區與其關系，對區分梗死灶的具體解剖部位及判斷預后具有重要意義。通過白質纖維束重建（DTT）對CST與梗死病灶的空間關系顯示清晰，并可較好觀察白質束的形態和完整性，從而對纖維束進行分級。本文顯示急性期病例纖維束分級隨機分布于1_3級，康復期病例主要分布于1級及3級，本文DTI復查22例病例中，顯示纖維束出現完整（1級）16例，中斷（3級）5例，考慮這種纖維束分級的變化動態地反映出腦缺血后白質纖維的髓鞘崩解、脫失、及壞死的病理過程，隨時間延長、梗死灶進一步發展、腦組織壞死、軟化，白質纖維束中斷，可初步解釋腦梗死晚期病例白質纖維束分級多分布于1級及3級的原因。但本文病例復查數目較少，有待更大病例組進一步研究。通過纖維束分級與肢體運動功能評分（FMS2）進行對比分析，顯示患者運動功能恢復與CST的DTT分級有相關性，DTT分級越高，治療后FMS評分越低，提示伴有纖維束破壞、中斷的患者治療后運動功能恢復不佳。

綜上所述，磁共振DTI、DTT技術相對于常規的MRI技術能直觀、量化的評估腦卒中后白質束的損傷程度，進一步判斷運動神經受損情況，對觀察CST的損害程度、預測恢復程度、指導臨床康復治療具有重要的價值。

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（收稿日期：2014_3_24）

DTI在檢測腦梗死后皮質脊髓束損傷方面有著顯著的優勢，可顯示皮質脊髓束的迂曲、受壓、變形，也可顯示梗死區與其關系，對區分梗死灶的具體解剖部位及判斷預后具有重要意義。通過白質纖維束重建（DTT）對CST與梗死病灶的空間關系顯示清晰，并可較好觀察白質束的形態和完整性，從而對纖維束進行分級。本文顯示急性期病例纖維束分級隨機分布于1_3級，康復期病例主要分布于1級及3級，本文DTI復查22例病例中，顯示纖維束出現完整（1級）16例，中斷（3級）5例，考慮這種纖維束分級的變化動態地反映出腦缺血后白質纖維的髓鞘崩解、脫失、及壞死的病理過程，隨時間延長、梗死灶進一步發展、腦組織壞死、軟化，白質纖維束中斷，可初步解釋腦梗死晚期病例白質纖維束分級多分布于1級及3級的原因。但本文病例復查數目較少，有待更大病例組進一步研究。通過纖維束分級與肢體運動功能評分（FMS2）進行對比分析，顯示患者運動功能恢復與CST的DTT分級有相關性，DTT分級越高，治療后FMS評分越低，提示伴有纖維束破壞、中斷的患者治療后運動功能恢復不佳。

綜上所述，磁共振DTI、DTT技術相對于常規的MRI技術能直觀、量化的評估腦卒中后白質束的損傷程度，進一步判斷運動神經受損情況，對觀察CST的損害程度、預測恢復程度、指導臨床康復治療具有重要的價值。

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（收稿日期：2014_3_24）