DTT評估腦梗死皮質脊髓束損傷與臨床預后的相關性研究

陳明，李鳳，韓福剛，唐光才，楊國慶，付泉水

DTT評估腦梗死皮質脊髓束損傷與臨床預后的相關性研究

陳明，李鳳1，韓福剛2，唐光才2，楊國慶，付泉水

（遂寧市中心醫院：放射影像科；1神經內科，四川遂寧629000；2瀘州醫學院附屬醫院放射科）

目的：利用磁共振擴散張量纖維束成像（DTT）對腦梗死患者進行皮質脊髓束（CST）損傷評分，探討CST損傷評分與患者臨床預后、運動功能障礙的相關性。方法院選擇符合納入標準的腦梗死患者50例進行常規頭顱MRI掃描及全腦DTI數據采集，應用FiberTrak工具進行雙側皮質脊髓束三維重建，判斷CST受損程度及損傷評分，分析CST損傷評分與患者首次檢查前美國國立衛生研究院卒中量表（NIHSS）評分、發病后30 d及90 d日常生活能力量表（ADL）評分的相關關系。結果：CST損傷評分0分3例，1分17例，2分8例，3分8例，4分14例；患者發病后30 d與90 d ADL評分差異無統計學意義（t=0.627，P＞0.05），而CST損傷評分與患者檢查前NIHSS評分、發病后30 d及90 d ADL評分均呈正相關關系（r=0.537,0.716,0.777,P＜0.05）。結論：DTT能夠無創性的顯示腦梗死病灶與CST的空間位置關系，CST損傷評分可以作為早期判斷患者臨床預后和運動功能恢復情況的客觀指標。

擴散張量纖維束成像曰腦梗死曰皮質脊髓束曰運動功能障礙

缺血性腦梗死是我國最常見的腦血管疾病，多數梗死病灶可累及皮質脊髓束（corticospinal tract，CST），致使患者遺留不同程度的肢體運動功能障礙、日常生活能力下降。然而，有時臨床觀察到的患者運動功能損害程度超過根據常規MRI顯示的腦梗死部位、大小所預測的結果，這種現象被解釋為皮層失連接的存在[1]。磁共振擴散張量成像（diffusion tensor imaging,DTI）能夠通過水分子彌散的各向異性特征進行腦白質纖維束示蹤成像（diffusion tensor tractography,DTT），清楚腦白質纖維束連接關系情況。因此，本研究應用DTT顯示腦梗死患者CST損傷情況，分析其與患者運動功能損害程度的相關關系，旨在能夠對早期評估患者臨床預后提供客觀的影像學依據。

1 資料與方法

1.1 研究對象

選取2013年5月至2013年12月期間由神經內科收治住院并符合本研究條件的腦梗死患者50例作為研究對象，于住院期間進行常規頭顱MRI、DWI及DTI檢查，其中男性22例，女28例，年齡為38～80歲，平均年齡60.68±11.04歲。納入標準：臨床表現符合中國急性缺血性腦卒中診治指南2010版；初次發病且影像學檢查已排除腦出血的患者；單側發病，腦梗死部位主要位于基底節區、側腦室體旁或放射冠區等；無磁共振檢查禁忌癥；患者或其家屬同意相關影像學檢查并簽署知情同意書。排除標準：具有腦內其它器質性疾病的患者；檢查過程中因頭顱運動偽影等造成圖像質量欠佳者；隨訪過程中再次發生腦梗死或繼發腦出血者；各種原因所致發病后30、90 d隨訪工作不能完成的患者。

1.2 DTI檢查及NIHSS、ADL評分

PHILIPS公司生產的3.0 T Achieva雙梯度超導型高場強磁共振成像系統，采用頭頸聯合相控陣8通道線圈。常規顱腦MRI掃描未發現其它異常后進行DTI檢查。掃描時應用磁敏感編碼并行采集技術，采用單次激發SE-EPI序列進行數據采集，TR 6650 ms，TE 77 ms，b值分別為b=0 s/mm2、800 s/mm2，NSA=2，層厚2 mm，無層間距，掃描野224×224 mm，矩陣128×128，施加擴散磁敏感梯度方向為15個，掃描時間約為4分5秒，采集原始圖像共1020張。檢查前由神經內科醫生根據NIHSS進行評分，并對所有患者于發病后30、90 d進行日常生活自理能力量表（ADL）評分，分別記為ADL-1和ADL-2，以此作為評價患者肢體運動功能恢復情況的依據。

1.3 圖像后處理及皮質脊髓束重建

將掃描所得到DTI原始數據傳輸到用PHILIPS 3.0 T MR機后處理工作站（Extended MR Workspace 2.6.3.4,EMW），利用FiberTrak工具對原始數據進行后處理，可選取獲得FA彩圖、ADC圖、DWI圖。分別于患側及健側大腦半球的內囊后肢、大腦腳外3/5區手動繪制ROI作為種子點（Seed Point），重建出雙側CST三維圖像，疊加在DWI參考像上觀察CST與梗死灶的關系及CST的損傷程度。DTT運算準則：Minimum FA=0.15，Maximum Angle Change= 37°，Minimum Fiber Length=10 mm。其中ROI都定位于解剖結構的最大層面，盡量避免周圍其它結構及腦脊液的部分容積效應。

1.4 CST損傷評分標準

皮質脊髓束受侵犯程度的評價采用積分的方法：CST完全位于DWI高信號梗死病灶之外（即CST完整，無明顯受壓、移位），記為0分；CST部分或完全位于DWI高信號梗死病灶之內（即CST受侵犯，但未發生中斷），根據受累范圍分為：受侵范圍小于1/3者，記為1分；受侵范圍介于1/3～2/3之間者，記為2分；受侵范圍大于2/3者，記為3分；CST受累且發生中斷或較對側明顯減少者，記為4分。所有病例CST損傷評分均在兩名副高以上職稱影像診斷醫師指導下完成，意見不一致時協商達成一致。

1.5 統計學分析

應用Excel2003建立數據庫，SPSS 11.5軟件進行統計學分析。比較患者ADL-1、ADL-2評分的差異，采用配對t檢驗；比較CST損傷評分與NIHSS評分、ADL-1、ADL-2的相關性，采用Spearman相關計算相關系數。P＜0.05差異有統計學意義。

2 結果

2.1 患者NIHSS、CST損傷評分、ADL-1及ADL-2結果

入選50例患者NIHSS評分結果:0～5分23例，6～10分17例，大于10分10例。CST損傷評分結果：0分3例，1分17例，2分8例，3分8例，4分14例（圖1）?；颊甙l病后30 d與90 d整體肢體運動功能障礙無明顯變化，ADL-1與ADL-2之間無顯著統計學差異（t=0.627，P＞0.05）。入選患者NIHSS評分、ADL-1、ADL-2及CST損傷評分情況（見表1）。

表1 患者NIHSS評分、ADL-1、ADL-2及CST損傷評分結果（x±s）

圖1 CST損傷評分

2.2 患者CST損傷評分與NIHSS、ADL-1、ADL-2的關系

CST損傷評分與檢查前NIHSS評分、ADL-1、ADL-2均具有顯著正相關性，r值分別為0.537，0.716，0.777，P＜0.05（見圖2、圖3、圖4），即皮質脊髓束損傷程度越嚴重，首次臨床神經功能、運動功能損害越明顯。

圖2 CST損傷評分與首次檢查前NIHSS評分相關性結果散點圖

圖3 CST損傷評分與ADL-1評分相關性結果散點圖

圖4 CST損傷評分與ADL-2評分相關性結果散點圖

3 討論

DTT的基本原理是利用擴散張量數據最大本征矢量（λ1）來表示局部神經纖維的走行方向，確定種子點（seed point）后根據纖維連續示蹤分配技術的成像方法，三維立體顯示白質纖維束的形態走行及與病灶的空間位置關系[2-3]。皮質脊髓束（corticospinal tract，CST）是中樞神經系統最大的下行運動纖維傳導通路，調控高度技巧性的隨意運動，它的受損直接導致中樞性硬癱。

本研究對CST受侵犯程度的評價采用積分方法，分為5級，而既往相關研究多數對CST損傷狀態分為3級，即皮質脊髓束完整、部分中斷、完全中斷3個等級[4-5]，后者更適用于皮質脊髓束損傷的動態觀察評估，忽略了初次發生腦梗死病灶的大小、位置對皮質脊髓束受累范圍的影響。Lovblad等[6]對50例急性期腦梗死患者采用DWI計算腦梗死體積，其中34例慢性期復查的腦梗死患者采用T2WI計算腦梗死體積，結果腦梗死體積與急性期、慢性期的NIHSS評分均具有正相關性（r=0.56，0.86），與慢性期Barthel指數具有明顯負相關性（r=-0.60）。Shelton等[7]對41例缺血性腦卒中偏癱患者的上肢運動功能康復情況的研究中發現梗死病灶位于皮層、放射冠和內囊后肢的患者上肢運動功能恢復評分依次遞減，這種現象主要跟CST在下行過程中越來越聚集，而向上趨向分散的走行模式有密切關系。本組病例中部分腦梗死體積較小但CST有中斷的患者預后比腦梗死體積較大但CST完整的患者預后差，腦梗死病灶位于放射冠的患者比內囊后肢部位發生腦梗死的患者運動功能恢復好，因此本研究CST損傷分級評分方法綜合考慮了患者腦梗死發生的部位、梗死病灶體積等因素，能夠更準確判斷患者預后，且通過二者的直接對應關系正確解釋臨床癥狀。

利用DTT顯示腦梗死病灶與CST的空間位置關系及其完整性逐漸成為預測患者的運動功能轉歸的重要影像學參考依據[8-9]。本研究結果顯示CST損傷評分與檢查前NIHSS評分、ADL-1、ADL-2均具有顯著正相關性（r=0.537，0.716，0.777），其中CST損傷評分與ADL-1、ADL-2相關系數明顯高于其與發病早期NIHSS評分的相關系數，表明CST損傷評分能夠更早地評估腦梗死患者的運動功能恢復情況及臨床預后。DTT顯示CST位于梗死病灶外的患者臨床癥狀輕或僅存在感覺、認知障礙；CST受侵犯但未發生纖維束中斷的患者發病初期即可出現不同程度的運動功能障礙，經積極治療后，患者遠期運動功能可得到較好恢復；然而大部分CST中斷或較對側明顯減少患者的運動功能恢復較差，僅少量纖維束中斷患者運動功能有輕度恢復，可能由于存在與運動功能相關的代償性纖維重塑[10-11]。

腦梗死后皮質脊髓束結構的完整性與患者的運動功能損傷程度密切相關，然而應用擴散張量成像測量皮質脊髓束多個感興趣區的FA值來反映其完整性變化尚未完全達成共識，成為廣泛臨床應用的潛在限制[12]。另外值得注意的是，腦梗死病灶FA值隨著時間延長而降低，容易引起纖維束示蹤的重要定位信息丟失；同樣，DTT顯示腦梗死患者皮質脊髓束的完整性受參數閾值的設定、感興趣區的放置等因素影響[13]。但是，DTT能直觀、無創顯示腦梗死病灶與特定纖維束的空間關系，對早期評估患者運動功能損傷情況及臨床預后具有重要價值，也為進一步探究運動功能康復機制奠定了基礎。

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（2014-12-29收稿）

Correlation study between prognosis and corticospinal tract injury of cerebral infarction assessed by diffusion tensor tractography

Ceng Ming,Li Feng1,Han Fugang2,Tang Guangcai2,Yang Guoqin,Fu Quanshui
Department of Radiology；1Department of Neurology，Suining Central Hospital；2Department of Rediology, the Affiliated Hospitalof Luzhou Medical College

Objective:To investigate the correlation of corticospinal tract（CST）injury score assessed by diffusion tensor imaging（DTT）with clinical prognosis and motor function disorders after cerebral infarction. Methods：50 patients with cerebral infarction meeting the inclusion criteria were proceeded regular head MRI scan and whole brain DTI data acquisition.The three dimensional tractography ofbilateral CST were performed by the FiberTrak tool to evaluate CST injury,and then the relationships of CST injury scores with the National Institute of Health Stroke Scale（NIHSS）scores before examine and 30/90 days Activities of Daily Living（ADL）scores after the onsetwere analyzed respectively.Results：The CST injury score were 0（3 cases）,1（17 cases）, 2（8 cases）,3（8 cases）,4（14 cases）;The ADL scores of30 days and 90 days after the onset had no significant differences（t=0.627，P＞0.05）.However,the CST injury scores had significantly positive correlation with the NIHSS scores and 30/90 days ADL scores（r=0.537,0.716,0.777 respectively,P＜0.05）.Conclusion:DTT can non-invasively demonstrate spatial relationship between the infarction lesions and CST.The CST injury scores may be used as an early objective indicator for evaluating the motor function recovery and clinical prognosis.

Diffusion tensor tractography;Cerebralinfarction;corticospinaltract；Motor deficit

R743.33

A

10.3969/j.issn.1000-2669.2015.03.008

陳明（1987—），男，住院醫師，碩士生。E—mail：Imaging646000@qq.com