多發性硬化白質損傷和灰質病變研究及相關性分析

朱敏　尹燕偉　韋潔如　孫繼平　鞏曉艷　宋先東

[摘要] 目的 觀察多發性硬化患者腦白質及灰質的病變特點和相關性。 方法 選取2016年3～9月我院收治的多發性硬化（RRMDS）患者30例為觀察組，30例志愿者為對照組，身體健康，與觀察組年齡相匹配，均采用3.0T核磁共振點分辨波譜（Philips Achieva，荷蘭）及擴散張量成像（DTI），同時使用基于體素的形態學技術（VBM）及基于纖維束示蹤的空間統計法（TBSS），明確腦白質破壞后的意義及改變與患者腦灰質改變特點。 結果 觀察組患者腦白質纖維束廣泛性FA值減低，與對照組比較，差異有統計學意義（P<0.05）；患者灰質體積較對照組減少；觀察組患者灰質萎縮部位VBM體素大小與白質聯絡纖維FA值呈正相關，擬合度較好，差異有統計學意義（P<0.05）。結論 觀察組患者全腦白質纖維束廣泛性損傷，患者灰質的萎縮與白質損傷關系密切，尤其與聯絡纖維的損傷相關。

[關鍵詞] 多發性硬化；腦白質損傷；腦灰質病變；相關性

[中圖分類號] R744.51 [文獻標識碼] B [文章編號] 1673-9701（2017）11-0065-03

Study on white cerebral matter damage and gray matter disease of multiple sclerosis and correlation analysis

ZHU Min1 YIN Yanwei1 WEI Jieru1 SUN Jiping1 GONG Xiaoyan1 SONG Xiandong2

1.Department of Radiology， Hongqi Hospital Affiliated to Mudanjiang Medical College， Mudanjiang 157011， China； 2.Department of 2nd Orthopedic Surgery， Hongqi Hospital Affiliated to Mudanjiang Medical College， Mudanjiang 157011， China

[Abstract] Objective To observe the pathological features and correlation of white matter and gray matter in patients with multiple sclerosis. Methods Thirty patients with multiple sclerosis（RRMDS） admitted in our hospital from March to September 2016 were selected as observation group， and 30 volunteers who were healthy and matched with the age of the observation group were chosen as control group. All the patients were given 3.0T nuclear magnetic resonance point resolution spectroscopy （Philips Achieva， Holland） and Diffusion Tensor Imaging （DTI）. At the same time， voxel-based morphological techniques （VBM） and tract-based spatial statistics were used to define the meaning and change of white matter after destruction， and the change characteristics of patients with brain gray matter. Results The FA value of white matter fibers in the observation group was extensively decreased， and the difference between the observation group and control group was statistically significant（P<0.05）. The gray matter volume of the patients in the observation group was lower than that of the control group. There was a positive correlation between the size of VBM voxels in the gray matter atrophy site and the FA value of white matter contact fibers in the observation group， and the fitting degree was good， with statistically significant difference（P<0.05）. Conclusion The patients in the observation group have extensive damage in the whole white matter fiber bundle. The atrophy of gray matter in patients is closely related to white matter damage， especially related to the damage of the contact fibers.

[Key words] Multiple sclerosis； White matter damage； Cerebral gray matter disease； Correlation

多發性硬化（multiple sclerosis，MS）是中樞神經系統的一種炎性脫髓鞘為主要病理改變的自身免疫性疾病，男女患病比例為1：2，多見于青中年，該病不僅涉及中樞白質病變，灰質邊緣、大腦皮質等區域均發現有硬化斑塊[1-2]。MS病程長，病灶多、廣，病程進展緩慢，易反復發作，主要表現為時間和空間上的多發性。臨床癥狀多樣，患者常有視力下降、肢體麻木無力、排便排尿困難等，首發癥狀為肢體無力以及感覺異常，其中以感覺異常最多。MS因其致殘率較高而受到越來越廣泛的關注，患者的生活和工作質量受到嚴重損害。MRI對于發現MS病灶、診斷及鑒別診斷、治療以及預后起至關重要的作用，但常規MRI不能及早發現早期病灶及隱匿性損害，一些新的核磁共振成像技術如核磁共振擴散張量成像技術（DTI）等，對于MS的發病機制、病理、治療及預后等均有很大幫助[3-4]。臨床上常用部分各向異性（fractional anisotropy，FA）等描述特征值，FA最為常用，FA值的大小代表水分子擴散的各向異性程度，0～1為取值范圍[5-6]。其數值越大代表該方向上各項異性程度越高。MS也存在灰質的病變，灰質萎縮常在MS早期出現并呈進展趨勢，并且可能在白質病變前出現，與患者的狀態、認知功能、肢體殘疾、疲勞狀態等臨床癥狀相關。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2016年3～9月我院收治的多發性硬化患者30例為觀察組，志愿者30例為對照組，身體健康，與觀察組年齡相匹配。觀察組男16例，女14例，年齡38～58歲，平均（42.4±3.5）歲，對照組男17例，女13例，年齡36～59歲，平均（41.2±2.9）歲，兩組一般資料比較，差異無統計學意義（P>0.05），具有可比性。

1.2 方法

兩組均采用3.0T核磁共振點分辨波譜（Philips Achieva，荷蘭）及擴散張量成像（DTI），同時使用基于體素的形態學技術（VBM）及基于纖維束示蹤的空間統計法（TBSS），明確腦白質破壞后的意義及改變、患者腦灰質改變特點[7-8]。

1.3 觀察指標

兩組基于纖維束示蹤的空間統計法（TBSS）結果對比（對照組和觀察組患者腦白質區域纖維束廣泛性FA值對比）；觀察組、對照組VBM分析（MS患者腦白質的FA值與灰質萎縮的相關性分析）；患者腦白質的FA值與灰質萎縮的相關性[9-10]。

1.4 統計學方法

采用SPSS 18.0軟件對所得數據進行統計學分析，計量資料用（x±s）表示，采用t檢驗，相關性分析采用線性回歸分析，P<0.05表明差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組白質平均FA值變化比較

對照組和觀察組患者腦白質區域纖維束廣泛性FA值對比，觀察組患者腦白質區域纖維束廣泛性FA值較對照組減低，差異有統計學意義（P<0.05）。見表1。

2.2兩組VBM分析

MS患者存在腦灰質體積減少，減少區域為右側額葉、右側頂葉、右側腦島、右側枕葉、右側海馬旁回、左側扣帶回，差異具有統計學意義（P<0.05）。

2.3 MS患者腦白質的FA值與灰質萎縮的相關性分析

MS患者腦灰質萎縮部位體素大小與腦白質聯絡纖維FA值呈正相關，差異具有統計學意義（P<0.05）。見表2。

3討論

多發性硬化是以中樞神經系統炎性脫髓鞘性病變為主要特點的慢性進行性疾病，屬自身免疫性疾病[11]。病灶具時間和空間多發的特點。MRI技術可以發現顱內白質病灶，但對于早期病變及隱匿性損害難以發現，一些新的核磁共振成像技術如核磁共振擴散張量成像技術（DTI）等，對MS的發病機制、病理、治療及預后等均有很大幫助。應用DTI纖維束成像研究腦內纖維連通性是可靠的。如果腦白質受損，纖維束的連接受到破壞，神經元之間的信號傳遞受到干擾，會引起相關區域灰質功能的異常，導致神經功能的障礙[12]。腦白質病變可能促進了認知功能的衰退，增加輕度認知功能障礙轉化為阿爾茨海默癥的風險。臨床上常用部分各向異性（FA）、平均彌散率（MD）、徑向擴散系數（AD）、橫向擴散系數（RD）等描述特征值[13]。FA是DTI在臨床上的主要定量指標，FA值的大小與髓鞘完整程度、軸索致密程度、走行一致程度相關，FA值下降常表示該處結構完整性遭破壞，與臨床中多種疾病密切相關[14]。

本研究中使用MTLAB工具下的PANDA軟件從收集到的DTI數據直接轉化，獲得TBSS數據。FA值下降提示多發性硬化患者腦白質廣泛受累。VBM方法是測量影像數據素大小的方法，現在，VBM方法在帕金森病、精神分裂、癲癇、阿爾茨海默癥、抑郁癥等方面應用廣泛，可以在形態學方面發現常規MRI不能發現探測的腦組織改變，對明確病理機制和監測病情起到巨大的幫助。采用基于體素的形態學測量方法對多發性硬化的腦灰質改變進行研究，較傳統的測量皮質厚度更全面、更客觀。纖維高度交織的部位更容易出現軸索變性，但有些區域易發生萎縮的原因是該部位、區域較容易形成炎癥反應[15]。

綜上所述，本研究應用TBSS和VBM方法，發現MS患者存在明顯的腦白質纖維束和腦灰質的萎縮，基于纖維束示蹤的空間統計方法和基于體素的形態學研究技術對于分析腦白質和灰質有很大作用，可以明確多發性硬化患者全腦白質和腦灰質特點，了解FA值改變的意義和多發性硬化患者腦灰質萎縮的程度和部位，為臨床提供更好的診斷思路和方法。

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（收稿日期：2017-02-22）