高場強磁共振擴散張量成像對單純腦白質疏松癥及多發性硬化的鑒別診斷價值

王　勇，張　暉，耿左軍，宋　鵬，柳　青，宋振虎，玉　鑒，田　欣，王　哲

(　1.河北醫科大學第二醫院醫學影像科，石家莊 050000； 2.河北省人民醫院醫學影像科，石家莊 050051；

3.河北醫科大學臨床學院計算機教研室，石家莊 050031)

高場強磁共振擴散張量成像對單純腦白質疏松癥及多發性硬化的鑒別診斷價值

王勇1※，張暉2，耿左軍1，宋鵬1，柳青1，宋振虎1，玉鑒1，田欣1，王哲3

(1.河北醫科大學第二醫院醫學影像科，石家莊 050000； 2.河北省人民醫院醫學影像科，石家莊 050051；

3.河北醫科大學臨床學院計算機教研室，石家莊 050031)

摘要：目的評價3.0 T磁共振擴散張量成像(DTI)對鑒別腦白質疏松癥(LA)與多發性硬化(MS)急性期病灶的診斷價值。方法選取2010年1月至2011年10月在河北醫科大學第二醫院及河北省人民醫院神經內科就診的已確診為LA的患者68例以及確診為MS的患者36例作為研究對象，應用3.0 T磁共振對68例LA患者及36例MS患者行常規MRI及DTI檢查，重建出表觀擴散系數(ADC)部分及各向異性(FA)圖，測量LA病灶及MS急性期病灶的FA值及ADC值并進行比較。結果單純LA及急性期MS病灶常規MRI均表現為長T1長T2信號，急性期MS患者中腦室周圍高信號(PVH)分型為1型的患者比例顯著高于單純LA組PVH1型的比例(χ2=18.457，P<0.01)。表現為PVH 1型的LA患者，其側腦室前角周圍、側腦室后角的ADC值與PVH 1型急性期MS患者在上述區域的ADC值比較差異無統計學意義(t=1.447，1.862，P>0.05)，而位于放射冠區域的ADC值比較差異有統計學意義(t=2.885，P<0.01)，這3個區域的FA值比較差異均有統計學意義(t=3.425，4.531，7.226，P<0.01)。結論DTI技術能夠更為準確地量化指標，有助于在不進行增強掃描的情況下較為準確的分辨LA與急性期MS病灶，為MS的早期診斷、早期治療提供參考。

關鍵詞：腦白質疏松癥;多發性硬化；磁共振成像;擴散張量成像

腦白質疏松癥(leukoaraiosis，LA)是由多種原因引起的、廣泛的室周區腦白質損害，范圍較局限的LA病灶與多發性硬化(multiple sclerosis，MS)病灶，尤其是急性期MS病灶在常規MRI中的信號強度較為相似，因此依靠常規MRI平掃鑒別兩者比較困難，很多患者因過敏體質、經濟原因或醫師診斷水平有限而未行增強MRI檢查，最終導致誤診；臨床上單純LA通常只需臨床觀察，而MS患者則須積極干預治療，如治療不及時，就有可能發展成為血管性癡呆，因此及時發現急性期MS病灶并早期給予干預治療，對改善患者的預后有積極意義。

本研究對LA患者和MS患者行常規MRI及彌散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)檢查，旨在應用3.0 T高場強磁共振DTI技術描述及測量室旁LA及急性MS病灶的部分各向異性(fraction anisotropy，FA)、表觀擴散系數(apparent diffusion coefficient，ADC)及白質纖維束的走行情況，探討DTI在鑒別兩者中的價值，以期降低患者檢查費用、縮短檢查時間、消除患者過敏風險，使患者得到早期明確的診斷和治療。

1資料與方法

1.1一般資料選取2010年1月至2011年10月在河北醫科大學第二醫院及河北省人民醫院神經內科就診并確診為LA的患者68例以及確診為MS的患者36例。LA患者中男42例、女26例，年齡46～81歲，平均(63.1±10.4)歲；MS患者中男13例、女23例，年齡32～65歲，平均(46.8±8.2)歲，36例患者均為復發緩解型MS，病程4個月至8年；本研究經河北醫科大學第二醫院及河北省人民醫院醫學倫理學委員會批準，患者檢查前均已簽署MRI增強檢查知情同意書，并知情同意本次研究。

1.2納入標準詳細詢問患者既往病史，進行神經科查體及顱腦影像學檢查；采用簡易精神狀態量表[1](mini-mentao state examination，MMSE)進行心理學測試，MMSE<23分者為認知功能減退。LA的診斷參考Kinkel等[2]和郭洪志[3]提出的診斷標準；MS患者符合McDonald等[4]制訂的關于MS的診斷標準。

1.3排除標準①LA及MS患者合并其他腦部疾病者；②檢查前1個月內接受過激素治療的MS患者；③Alzheimer病、正常顱壓腦積水、Bnswanger′s病、腦腫瘤、放射性腦白質損傷、腦白質營養不良及一氧化碳中毒等其他白質變性疾病[5]。

1.4檢查方法104例患者均應用3.0 T MRI行常規序列成像和DTI序列成像，其中36例MS患者同時還需行增強MRI檢查。全部序列掃描結束后，通過工作站測量，確定急性期MS病灶及典型LA病灶的ADC及FA。留存所有患者的影像學資料及測量數據。

MRI檢查：使用美國GE Signa Excite 3.0 T磁共振掃描機，使用八通道頭線圈，受檢者均行常規MRI平掃，包括矢狀位及軸位快速自旋回波(fast spin echo，FSE)T2WI、T1WI，液態衰減反轉恢復序列(fluid attenuated inversion recovery，FLAIR)，擴散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI)，冠狀位 FSE T2WI檢查。DTI檢查：脈沖序列為單次激勵EPI SE序列，層厚5 mm，層間距0 mm，層數22層，采用21個非線性梯度方向，b值為0和1000 s/mm2，重復時間為6000 ms；回波時間為minimum；視野(field of view，FOV)為240 mm×240 mm；圖像矩陣128×128；采集次數為2；采集時間為152 s。36例MS患者在常規MR及DTI檢查后行T1WI增強掃描(靜脈注射釓噴酸葡胺)。

本研究主要觀察側腦室旁的急性期MS病灶，此區域及類型病灶往往是導致患者臨床癥狀的責任病灶，較易與范圍局限的LA病灶相混淆，而其他部位的MS病灶和穩定期MS病灶不包括在本研究中。病灶最大截面短徑<5 mm者由于有可能受到容積效應的影響也被排除在本研究之外。

1.5影像學分析將全部患者的DTI圖像數據傳遞到工作站(Advantage Workstation 4.2P)，原始圖像應用DTI專用軟件處理。由3名有經驗的神經影像醫師，采用盲測法在工作站上對受檢者的室旁LA及急性期MS病灶的ADC值以及FA值進行測量。為減小部分容積效應，LA及MS病灶的感興趣區域(region of interes，ROI)邊緣應距腦室邊緣及正常腦白質至少2 mm(相當于1個像素寬度)。在FA和ADC圖像上，在相同部位取相等的ROI進行測量，每個病灶測量3次后取其均值。在ADC圖上可顯示受累腦白質病灶信號強度改變，FA圖上可見病灶信號強度改變及受損白質纖維束的走行方向。

1.6腦白質病灶的分型采用半定量法對腦白質病灶進行分型，由3名有經驗的神經影像科醫師在不了解受檢者臨床資料的情況下，參考Kinkel等[2]的分型方法分型：根據T2WI所顯示的腦室周圍高信號(periventricular hyperin-tensity，PVH)分為5型：0型，未發現腦室周圍異常高信號；1型，僅見于側腦室前部和后部或中部的小灶性病變；2型，側腦室周圍可見局灶非融合或融合的雙側病變；3型，側腦室周圍可見月暈狀異常高信號；4型，大片狀白質高信號累及大部分白質區。

2結果

2.1單純LA患者與MS患者PVH分型的比較MS患者中PVH分型為1型的患者比例顯著高于單純LA組PVH 1型的患者(P<0.01)，但PVH 2、3、4型患者的比例顯著低于LA組(P<0.01)，兩組PVH分型比較差異有統計學意義(u=4.075,P<0.05),見表1。

表1　單純LA患者和MS患者

LA：腦白質疏松癥；MS：多發性硬化；PVH：腦室周圍高信號

2.2MS病灶的分型36例MS患者經常規MRI檢查共發現MS病灶129個，根據強化掃描后MS病灶是否強化將病灶分為急性期病灶和穩定期病灶，其中急性期病灶86個、穩定期病灶43個。

2.3LA患者與MS患者ADC值及FA值的變化PVH分級越高，LA病灶的ADC值呈逐漸升高的趨勢(r=0.783,P=0.002)，而FA值呈逐漸降低的趨勢(r=-0.582,P=0.007)；急性期MS的ADC值亦升高(r=0.642,P=0.002)，FA值降低(r=-0.416,P=0.005)，見表2。

表2LA、MS患者不同分型ADC值及FA值的變化

組別病灶總數ADC1型2型3型4型FA1型2型3型4型單純LA組681.31±0.051.33±0.111.34±0.081.37±0.150.36±0.030.32±0.060.29±0.020.22±0.07MS組361.34±0.131.38±0.08000.36±0.130.31±0.0700

LA：腦白質疏松癥；MS：多發性硬化；ADC:表觀擴散系數；FA:部分各向異性

2.4PVH為1型的LA患者與MS患者ADC值、FA值的比較表現為PVH 1型的LA患者，其側腦室前角周圍、側腦室后角的ADC值與PVH 1型的急性期MS患者在上述區域ADC值的比較差異無統計學意義(P>0.05)，而位于放射冠區域的ADC值比較，急性期MS組ADC值高于單純LA組，差異有統計學意義(P<0.01)，見表3；這3個區域的FA值比較差異均有統計學意義(P<0.01)，見表4，圖1為1例LA合并右額葉MS男性患者磁共振平掃/增強及DTI掃描圖，既往LA病史6年，原查體MRI顯示雙側放射冠、半卵圓中心多發斑片狀LA病灶；此次MRI顯示右額葉白質區斑片狀長T1長T2病灶(圖1A，1B)，FLAIR(圖1C)呈高信號，ADC圖(圖1E)顯示病灶區域ADC值升高，FA圖(圖1F)顯示病灶FA值降低；其ADC值及FA值變化均較左側放射冠LA病灶顯著。增強掃描后證實右額葉病灶為MS急性期病灶。

表3　不同部位腦白質病灶ADC值的比較　±s)

ADC:表觀擴散系數；LA：腦白質疏松癥；MS：多發性硬化

表4　不同部位腦白質病灶FA值的比較　±s)

FA:部分各向異性；LA：腦白質疏松癥；MS：多發性硬化

圖1ALA合并右額葉MS患者磁共振平掃、增強及DTI掃描圖圖1A：T1加權成像；圖1B：T2加權成像；圖1C：液體反轉恢復序列；圖1D：T1加權成像增強；圖1E：表觀擴散系數圖；圖1F：各向異性系數圖

3討論

3.1LA的臨床及影像學特征LA是由多種原因引起的腦白質異常，Hachinski等[6]于1987年首先提出這一影像學術語用來描述腦CT檢查時室周及半卵圓中心腦白質的斑片狀低陰影或T2WI上斑片狀高信號。LA病變主要位于腦室周圍的深部白質，多對稱分布，臨床癥狀常以輕度記憶力減退及步態欠平穩為主要特征，也常見于無任何臨床癥狀的健康查體者。

單純老年LA病灶常規MRI顯示為長T1長T2斑片狀或片狀異常信號，DTI檢查顯示病灶的ADC值升高而FA值降低，這與LA的軸索缺失、膠質細胞增生范圍及擴散方向減弱相一致[7]。

本研究顯示，單純LA患者中PVH 1型占全部LA患者的51%，且該型患者是LA發病的最早期，早期將LA與其他腦白質病相甄別可避免延誤其他腦白質疾病的診治。表現為PVH 2～4型的LA患者隨分型級別的升高，例數逐漸減少，病灶信號越高，范圍越廣泛，提示病灶越嚴重，此3種類型的病變性質基本明確，無需進一步鑒別診斷[8]。

3.2MS的相關臨床及影像學特征MS是一種自身免疫性腦白質病，以中樞神經系統白質脫髓鞘病變為主要特征，MRI常規檢查顯示，側腦室旁、放射冠及胼胝體等部位出現斑片狀或斑塊狀長T1、長T2異常信號改變，部分患者在腦干、小腦及脊髓亦可出現不規則長T1、長T2斑塊，增強掃描后急性期病灶出現異常對比增強，穩定期病灶則不出現。現階段臨床及影像檢查常以此作為診斷MS的主要影像學依據[9]。但在實際臨床工作中，眾多MS患者早期臨床癥狀表現輕微或不典型，常被誤診為LA或腦梗死而未進一步行MRI增強檢查，以致延誤了干預治療的最佳時機。

本研究中，MS患者中PVH 1型占全部的88%，其影像表現最輕，屬于MS進程最早期，DTI檢查顯示病灶的ADC值明顯升高而FA值明顯降低。這對同表現為PVH 1型的單純LA與MS患者的區分有重要意義。

3.3單純LA與急性期MS的ADC、FA值的比較在以往的臨床工作中，大部分單純LA病灶與早期MS病灶在常規MRI檢查中不易區分，只能通過增強MRI檢查才能進一步確診[10]。

磁共振新技術的開發應用為兩者在不注射造影劑的情況下區分病變性質提供了可能[11-12]。本研究顯示，通過DTI檢查，急性期MS病灶的ADC值有輕度增加，而FA值則明顯減少。這一結果與其組織病理學基本相符，急性期MS病灶呈進展性改變，病變內呈炎性表現，可伴有壞死、炎性細胞以及髓鞘崩解產物的堆積，這些潛在地限制了水分子的擴散，形成了無方向性的水分子擴散屏障，從而使FA值降低[13-14]。另外有學者對早期MS患者進行研究發現，在MS病灶未出現之前，白質區就已經出現了FA值的明顯降低[10，15]。由此得知，DTI可以敏感地檢測到腦白質的細微、早期病變，從而使早期診斷、治療MS成為可能。

本研究中，單純LA和急性期MS病灶在側腦室前角、后角區域測量的ADC值比較，差異無統計學意義(P>0.05)，而在放射冠區域的測量值比較，差異有統計學意義(P<0.05)，這可能與年齡相關大腦白質退化的選擇性有關，即隨著年齡的增長，大腦各部位老化程度和腦白質脫髓鞘程度不盡相同。也有學者認為，大腦不同部位血供的差異以及白質對缺血的敏感性差異也可能是導致側腦室周圍腦白質髓鞘改變，產生差異的原因[16]。

本研究結果表明，LA及MS急性期患者腦白質病灶的DTI均有共性改變，即在ADC值增加的同時FA值降低。這種變化與腦白質病變的軸索缺失及膠質細胞的增生相一致，軸索缺失和膠質細胞增生越顯著，其ADC值增加、FA值降低也就越明顯。LA及MS急性期患者腦白質病灶的DTI表現又不盡相同，LA病灶ADC值的升高幅度遠低于MS病灶，而急性期MS病灶FA值較LA病灶下降的也更為明顯。這是因為急性期MS病灶內軸索缺失較LA病灶更為嚴重，其可導致明顯的組織內水成分增加及屏障程度減弱，從而引起ADC值和FA值的明顯改變。

研究證實，DTI技術有助于鑒別單純LA和早期急性期MS病灶的差異，有助于臨床醫師在疾病早期明確診斷、評估疾病的進展階段。在DTI掃描進程中，0、300、800及1000等b值的選取及序列參數的校正對兩種病灶的ADC值和FA值都將產生一定的影響。

神經科及影像科醫師曾普遍認為，LA是多種腦白質疾病的前期表現，但并不能明確其所發現的早期LA病灶究竟是哪一種腦白質病的早期表現，在接下來疾病的亞臨床階段，神經科醫師常常由于不知其最終轉歸而束手無策，由此導致早期腦白質患者缺乏及時且必要的干預治療，從而直接影響患者的預后[17]。相信在不久的將來，磁共振設備及DTI技術的不斷完善，序列及參數的進一步優化，將使腦白質病灶的定量觀察指標更具敏感性和特異性，進而使腦白質病患者的早期診斷和干預治療成為可能。

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Value of High Filed Intensity MR Diffusion Tensor Imaging in Differential Diagnosis of Leukoaraiosis and Multiple SclerosisWANGYong1,ZHANGHui2,GENGZuo-jun1,SONGPeng1,LIUQing1,SONGZhen-hu1,YUJian1,TIANXin1,WANGZhe3.(1.DepartmentofRadiology,theSecondHospitalofHebeiMedicalUniversity,Shijiazhuang050000,China; 2.DepartmentofRadiology,HebeiGeneralHospital,Shijiazhuang050051,China; 3.DepartmentofComputerScience,HebeiMedicalUniversityClinicalCollege,Shijiazhuang050031,China)

Abstract:ObjectivesTo evaluate the diagnostic value of 3.0 T MR diffusion tensor imaging(DTI) in distinguish acute lesions of multiple sclerosis(MS) from simple leukoaraiosis (LA).MethodsFrom Jan.2010 to Oct.2011,in the Second Hospital of Hebei Medical University and Hebei General Hospital,68 patients diagnosed as LA and 36 cases diagnosed as MS were studied as the objects.All the patients were examined by 3.0 T conventional MRI and DTI.Reconstruction of the apparent diffusion coefficient (ADC) map and the fraction anisotropy (FA) maps was done to measure and compare FA values and ADC values of simple LA lesions and acute lesions of MS.ResultsBoth LA and MS showed low signal intensity on T1-weighted images and high intensity on T2-weighted images.The number of patients with MS in acute stage of PVH typing for type 1 was significantly higher than that in LA group (χ2=18.4571，P<0.01).Comparing the value of ADC between the patients in acute stage and PVH type 1 MS and PVH type 1 LA,it was found that,the ADC value of the regions around the anterior horn of lateral ventricle and posterior horn of lateral ventricle were shown no statistically significant difference (t=1.447,1.862,P>0.05),but in the corona regions,the ADC value had statistically significant difference (t=2.885，P<0.01).The FA values of the 3 regions had statistically significant difference(t=3.425,4.531,7.226,P<0.01).ConclusionDTI technology,which can provide more accurate quantitative indicators,can distinguish acute lesions of MS from simple LA lesions without enhancement scanning,providing reference for the early diagnosis and treatment of MS.

Key words:Leukoaraiosis; Multiple sclerosis; Magnetic resonance imaging; Diffusion tensor imaging

收稿日期：2014-09-16修回日期：2014-03-12編輯：辛欣

基金項目：河北省醫學科學研究重點課題計劃項目(20140399)

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.17.049

中圖分類號：R743.3; R445.2

文獻標識碼：A

文章編號：1006-2084(2015)17-3203-04