DTI在診斷中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的應用研究

郭山山 王恩普 孫宏立

河南省直第三人民醫(yī)院影像科 鄭州 450006

DTI在診斷中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的應用研究

郭山山 王恩普 孫宏立

河南省直第三人民醫(yī)院影像科 鄭州 450006

目的 評價DTI診斷中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的應用價值，對比不同疾病的FA、ADC值，總結診斷經(jīng)驗。方法 選取2015-02—2016-02于我院神經(jīng)內(nèi)科接受常規(guī)MRI檢查的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者34例，選擇同期健康的同齡體檢者34例為對照組，進行DTI檢查。結果 阿爾茨海默病組扣帶束、扣帶束后部、上縱束、頂葉白質(zhì)FA值及扣帶束后部、上縱束ADC值與對照組存比較差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；腦梗死、輕度創(chuàng)傷性腦損傷表現(xiàn)與阿爾茨海默病組相類似，與正常人群相比，腦梗死、輕度創(chuàng)傷性腦損傷患者部分腦白質(zhì)區(qū)域FA顯著下降，上縱束、內(nèi)囊、額葉等均有分布，與受創(chuàng)、梗死部位等關系密切，部分白質(zhì)纖維束MD值顯著上升；通過腦白質(zhì)FA、ADC診斷中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病敏感性97.06%(33/34)，特異度88.23%(30/34)，陽性符合率92.65%(63/68)，高于常規(guī)MRI診斷，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。結論 DTI可彌補常規(guī)MRI不足，通過分析腦白質(zhì)FA等指標變化，診斷中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病。

DTI；中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病；診斷

中樞系統(tǒng)疾病的診斷一直是臨床難題，特別是那些小病灶、慢性進展中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病，如阿爾茨海默病，常規(guī)CT易被誤漏診[1]。磁共振擴散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)是一種MRI技術，DTI可測量水分子擴散的大小與方向，從而分析感興趣區(qū)域是否存在異常，部分各向異性(fractional anisotropy，F(xiàn)A)和表面擴散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)等量化指標可信度高，具有較強的特異性，可反映組織的各向異性、組織結構排列是否規(guī)則緊密，對微結構變化敏感性高，是一種理想的腦組織病變診斷技術。本研究評價DTI診斷中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的應用價值，對比不同疾病的FA、ADC值，總結診斷經(jīng)驗。

1 資料及方法

1．1 一般資料 選取2015-02—2016-02于我院神經(jīng)內(nèi)科接受MRI檢查的中樞系統(tǒng)疾病患者為研究對象。均無檢查禁忌證且知情同意，常規(guī)MRI檢查未見明顯異常。排除標準：(1)患者有既往顱腦創(chuàng)傷、手術歷史；(2)伴有癲癇、嚴重心肝腎功能障礙、血液疾病者。共入選34例，男24例，女10例，年齡18～74(54.4±10.2)歲。阿爾茨海默病20例，腦梗死7例，輕度創(chuàng)傷性腦損傷7例。選擇同期健康的同齡者34例為對照組，男24例，女10例，年齡18～74(54.3±11.2)歲。對照組經(jīng)詳細的體檢排除中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病，同時無中樞系統(tǒng)疾病病史。

1．2 方法 采用德國Siemens公司生產(chǎn)的Magnetom Trio Tim 3.0TMRI掃描儀，頭部32通道線圈，固定頭部，耳內(nèi)加內(nèi)塞。先進行常規(guī)的T1WI、T2WI掃描，T1WI參數(shù)為TR/TE 350/2.5 ms，層厚5.5 mm、層間距1.1 mm、矩陣320×320，F(xiàn)oV 230 mm×230 mm，1次采集，T2WI掃描參數(shù)TR/TE 6 000/90 ms，層厚5.5 mm，層間距1.1 mm，矩陣320×320，F(xiàn)OV 230×230。常規(guī)MRI掃描尋找異常信號，若未發(fā)現(xiàn)，則進行DTI掃描。采用單次激發(fā)自旋回波平面成像(SEEPI)序列，掃描層面后平行于前后聯(lián)合線，掃描參數(shù)TR=9 000 ms，TE=106 ms，層厚2.5 mm，間距0 mm采集矩陣128×128，POV=240 mm×240 mm，B為0、1 000 s/mm2，擴散敏感梯度方向數(shù)65，DTI 掃描時間11～12 min。首選對DTI進行目視檢查，剔除情緒波動、儀器故障等導致的明顯錯誤，如腦區(qū)缺損，采用DCMZnii.exe工具，從DTI原始原始數(shù)據(jù)中獲得文件夾，轉化為圖像4D.img文件。基于VBA，采用untional MRI softwar Library軟件處理數(shù)據(jù)，差異BET創(chuàng)建大腦模板，進行頭部校正。采用最小二乘法計算獲取FA圖、MD圖，采用SPM8軟件進行下一步統(tǒng)計處理。同時將對照組、病例組的圖像去掉最終診斷信息，交給2名放射科以及神經(jīng)科醫(yī)師分別獨立診斷，判斷以否存在中樞神經(jīng)系統(tǒng)病變，雙盲法診斷，不同意見協(xié)商解決。

2 結果

2．1 2組腦白質(zhì)FA、ADC比較 所有對象常規(guī)MRI檢查顱內(nèi)均未見明顯病灶。阿爾海默次病組扣帶束、扣帶束后部、上縱束、頂葉白質(zhì)FA值及扣帶束后部、上縱束ADC值與對照組比較差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表1。腦梗死、輕度創(chuàng)傷性腦損傷因例數(shù)不足，未進行對照研究，常規(guī)MRI檢查未見明顯的病灶，腦梗死、輕度創(chuàng)傷性腦損傷表現(xiàn)與阿爾海默次組相類似，與正常人群相比，腦梗死、輕度創(chuàng)傷性腦損傷患者部分腦白質(zhì)區(qū)域FA顯著下降，上縱束、內(nèi)囊、額葉等均有分布，與受創(chuàng)、梗死部位等關系密切，部分白質(zhì)纖維束MD值顯著上升。

表1 阿爾茨海默病組與對照組部分腦白質(zhì)FA、ADC水平對比 (±s)

注：與阿爾茨海默組相比，*P<0.05

2．2 模擬診斷 通過腦白質(zhì)FA、ADC診斷中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病敏感性97.06%(33/34)，特異度88.23%(30/34)，陽性符合率92.65%(63/68)，高于常規(guī)MRI診斷，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。

3 討論

DTI是一種定量分析技術，對中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病特別是腦部疾病具有較好的診斷特異性，運用越來越成熟，大量研究顯示其在腦損傷、顱內(nèi)腫瘤、癡呆等疾病的診斷中發(fā)揮越來越重要的作用，特別是對于那些慢性病變、病變較輕的患者，診斷價值較高，可有效彌補常規(guī)MRI不足[2]。本次研究中的34例患者均為MRI診斷未見明顯異常者，通過與正常同齡者相比較，病例組可見明顯的腦白質(zhì)DTI指標變化，主要表現(xiàn)為各個區(qū)域內(nèi)的FA、ADC水平下降及纖維束MD值水平上升。

DTI檢查的原理是基于擴散原理也就是布朗運動完成的，通過檢查水分子的布朗運動可反映生物體內(nèi)的細微結構信息，定量評價細微結構的內(nèi)源性特征。人體組織擴散方式多數(shù)表現(xiàn)為各向異性，人腦組織中的腦白質(zhì)各向異性差異性較小，這為DTI診斷奠定了基礎。本次研究中，阿爾茨海默病組扣帶束、扣帶束后部、上縱束、頂葉白質(zhì)FA值，扣帶束后部、上縱束ADC值與對照組存在顯著差異(P<0.05)，提示這些區(qū)域特別是扣帶束后部、上縱束的結構變化可能是阿爾茨海默病發(fā)生的重要機制。病理研究證實阿爾茨海默病患者顱內(nèi)表現(xiàn)為漸進性的腦白質(zhì)稀疏、神經(jīng)膠質(zhì)增生、反應性星形細胞增多、髓鞘損傷等，另有研究證實額葉皮質(zhì)結構與記憶功能有關，老年癡呆的發(fā)生與腦白質(zhì)損傷或丟失關系密切[3]。

針對早期的顱腦創(chuàng)傷，盡管MRI可能表現(xiàn)為正常，無明顯的病灶存在，但因頭部受到?jīng)_擊或震動，中樞神經(jīng)系統(tǒng)也會受到破壞損傷，出現(xiàn)認知癥狀、頭痛等癥狀，可持續(xù)數(shù)日或數(shù)周，部分甚至可出現(xiàn)后遺癥，許多患者因缺乏充分的影像學證據(jù)，無法獲得及時的干預治療，導致錯過最佳的干預機會。創(chuàng)傷類型，梗死與腦血流動力學改變、腦內(nèi)能量代謝衰竭、自由基損傷等病理改變有關，出現(xiàn)缺氧缺血時，可引起腦組織酸中毒與細胞功能受損[4]。DTI診斷輕微的顱腦創(chuàng)傷在于創(chuàng)傷區(qū)域的異質(zhì)性，DTI作為DWI衍生技術，其可通過類似WM 纖維束中的水分子運動各向異性，顯示這些區(qū)域的三維結構，識別WM的結構的完整程度。AD可反映軸突束平行的水分子擴散，AD增強往往與軸突損傷有關。本次研究因腦損傷、腦梗死對象因例數(shù)不足，未進行對比分析，但是他們的表現(xiàn)與阿爾海默次組相類似，與正常人群相比，患者部分腦白質(zhì)區(qū)域FA顯著下降，上縱束、內(nèi)囊、額鉗等都有分布，與受創(chuàng)、梗死部位等關系密切，部分白質(zhì)纖維束MD值顯著上升，提示可能存在腦組織損傷，F(xiàn)A等指標不會出現(xiàn)假正常化現(xiàn)象，可信度較高，可彌補DWI的不足。

當然DTI并非萬能，其診斷往往需要依賴于正常人群的組織DTI量化指標，同時這些指標還存在其他的干擾因素，特別是陳舊性腦損傷、原發(fā)腦病對指標影響較大，診斷證據(jù)易被掩蓋，與磁共振擴散峰度成像結合可提高診斷效用[5]。

綜上所述DTI可彌補常規(guī)MRI不足，通過分析腦白質(zhì)FA等指標變化，診斷中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病。

[1] 劉海東．新生兒缺氧缺血性腦病的擴散加權成像研究進展[J]．臨床放射學雜志，2013，32(5)：756-758．

[2] Kinnunen KM，Greenwood R，Powell JH，et al．White matter damage and cognitive impairment after traumatic brain injury[J]．Brain，2011，134(2)：449-463．

[3] 趙朋波，郭鵬德，周劍．磁共振擴散張量成像在視神經(jīng)疾病上的研究進展[J]．國際眼科雜志，2016，16(11)： 2 036-2 038．

[4] 詹 劍，張體江，余昌胤，等．聯(lián)合應用磁共振擴散張量纖維束成像和各向性分數(shù)探討基底節(jié)區(qū)腦出血皮質(zhì)脊髓束損傷類型[J]．臨床放射學雜志，2016，35(9)：1 320-1 325．

[5] 沙淼，趙欣，陳元園，等．磁共振擴散峰度成像研究進展及新應用[J]．中國生物醫(yī)學工程學報，2016，35(4)：460-469．

(收稿2016-11-22)

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