應用磁共振彌散張量成像觀察急性腦梗死患者神經纖維束與肢體肌力恢復的相關性

陳明磊，何超明，林 康，龐明武，秦將均，萬象新，李志偉

(海南省第三人民醫院:1.神經內科；2.影像科，三亞 572000)

應用磁共振彌散張量成像觀察急性腦梗死患者神經纖維束與肢體肌力恢復的相關性

陳明磊1，何超明1，林 康1，龐明武1，秦將均2，萬象新2，李志偉2

(海南省第三人民醫院:1.神經內科；2.影像科，三亞 572000)

目的 探討磁共振彌散張量成像(DTI)在急性腦梗死患者急性期測得的各異系數(FA)值、表現彌散系數(ADC)值與肢體肌力評分的相關性，旨在分析DTI評價肢體肌力降低的臨床價值。方法 收集該院2015年6月至2016年6月診斷為急性腦梗死并接受治療的患者20例，對所有患者在發病3 d內測定簡化Fugl-Meyer運動功能評分并行DTI檢查神經纖維束的分布情況，FA值、ADC值的變化。結果 梗死側FA值、ADC值與健側對應處比較差異有統計學意義(t=-8.70、-18.70,P<0.05)；梗死側內囊后肢FA值、ADC值與健側對應處比較差異有統計學意義(t=-5.16、-5.08,P<0.05)；梗死側內囊后肢FA值與簡化Fugl-Meyer運動功能評分呈正相關(R=0.863，P=0.013)。結論 急性梗死灶與內囊后肢的FA值、ADC值均比健側正常白質的FA值、ADC值低，內囊后肢的FA值與簡化Fugl-Meyer運動功能評分相關性較為緊密。

卒中；腦缺血;磁共振成像,彌散；神經纖維；肌力

腦血管疾病通常是老年人病死和致殘的首要原因,具有發病率、致殘率、病死率和復發率高的特點,嚴重影響了老年人的身心健康、生活及生存質量。腦血管疾病中以缺血性腦梗死最為常見,占腦卒中的80%左右,具有復發率高、病程遷延時間較長的特點,患者生活及生存質量低,大量消耗醫療資源,給社會帶來沉重的經濟負擔。

磁共振彌散張量成像(DTI)是一種能夠無創顯示大腦白質的磁共振成像(MRI)技術。隨著該技術的發展，其在中樞神經系統疾病方面的研究得到越來越多的重視。缺血性腦卒中屬于最常見的腦血管意外之一,患病率約為732.3/10萬。

正確應用DTI技術能加深對疾病發生、發展過程中白質纖維束損傷的動態認識[1]。DTI對腦梗死發生、發展的各個階段進行循證醫學研究有引導作用，可在超早期選擇大劑量藥物治療以減少缺血半暗帶對鄰近白質纖維束造成進一步損傷的可能性，或是作為活體組織的一個觀察、收集、分析的數據，為未來立體定位下的神經修復奠定基礎。

DTI的神經纖維束示蹤是對白質纖維束的一個完整性的敏感評價[2],可以定時定量地對組織內水分子的彌散特性在三維空間內分析，是目前惟一的非侵入性反映活體腦白質纖維束形態學的方法，其中部分各異系數(fractional anisotropy,FA)值是DTI示蹤成像的主要量化指標[3]。本研究在急性腦梗死患者發病3 d內監測患側FA值、表現觀彌散系數(apparent diffusion coefficient,ACD)值并與健側進行比較，分析患側FA值、ADC值與簡化Fugl-Meyer運動功能評分的相關性，旨在證明DTI對于急性缺血性腦卒中的診斷價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取本院2015年6月至2016年6月住院接受治療的急性腦梗死患者20例，進行回顧性分析，其中男15例，女5例，年齡49～83歲，平均(64.40±10.53)歲。發病3 d內，經DTI檢查了解錐體束神經纖維的分布情況，并測定FA值、ADC值。

1.2 方法 患者均采用西門子公司1.5T磁共振進行頭部掃描，頭部線圈為主要信號部件，在發病72 h內接受MRI、磁共振彌散加權成像(DWI)、DTI檢查，采用快速自回旋波序列、單次激發平面回波，層厚5 mm，b值為60 s/mm2和1 210 s/mm2，矩陣128 mm×128 mm。采用配套工作站的西門子看圖軟件進行DTI圖像處理，記錄重建FA值和ACD值，在梗死側及健側、內囊后肢及健側，同樣獲取彩色纖維束重建三維圖。并同一時間內采用簡化Fugl-Meyer運動功能評分評定患者肢體功能情況。

2 結 果

2.1 腦梗死72 h梗死側與健側FA值、ADC值比較 梗死側FA值較健側對應處低，差異有統計學意義(t=-8.70,P<0.05)，梗死側ADC值較健側對應處低，差異有統計學意義(t=-18.7,P<0.05)，見表1。

表1 梗死側與健側對應處的FA值與ADC值比較

2.2 腦梗死72 h內梗死側與健側內囊后肢感興趣區FA值與ADC值比較 選取內囊后肢作為感興趣區測量梗死側與健側FA值與ADC值，梗死側內囊后肢的FA值與ADC值均表現為明顯減低，差異有統計學意義(t=-5.16、-5.08,P<0.05)，見表2。

表2 梗死側內囊后肢與健側內囊后肢的FA值與ADC值比較

2.3 腦梗死72 h內DTI數值與簡化Fugl-Meyer運動功能評分的回歸分析 將患側梗死灶和內囊后肢的FA值、ADC值與簡化Fugl-Meyer運動功能評分進行直線回歸分析發現，梗死側FA值，梗死側內囊后肢FA值、ADC值與簡化Fugl-Meyer運動功能評分呈正相關。梗死側ADC值與簡化Fugl-Meyer運動功能評分呈負相關。其中梗死側內囊后肢FA值與簡化Fugl-Meyer運動功能評分的相關性最高。見表3。

表3 梗死灶的FA值與ADC值與簡化Fugl-Meyer運動功能評分的直線回歸分析

3 討 論

DTI是MRI的一種特殊形式，其通過水分子的移動方向來進行成像，可以評價腦白質的各向異性[4]。FA值是水分子各向異性成分占整個彌散張量的比例，取值0～1之間。0代表彌散不受限，而對于非常規則并具有方向性的組織，FA值大于0，大腦白質纖維FA值接近1。ADC值反映水分子的擴散程度，即所有方向上的水分子擴散大小的平均值[5]。

Dacosta-Aguayo等[6]研究發現，健康人群的大腦半球兩側的FA值及ADC值比較無明顯差異性。在急性腦梗死中患者的缺血灶FA值、ADC值會在短時間內逐步降低[7]，梗死灶中央部位數值降低更為明顯。梗死灶周圍腦組織FA值、ADC值也較健側降低，梗死灶不同層面同一位置延續的FA值與ADC值也較健側有所降低[8]。ADC值在腦梗死急性期及亞急性期降低明顯，隨著病灶逐漸慢性化及液化，ADC值會持續升高，在梗死后10 d左右，ADC值會因為由低值逐漸升高，從而出現“假正常期”。FA值在腦梗死后降低，隨著時間的推移，FA值會持續性降低。

本研究中，梗死側FA值及ADC值均較健側對應處低，梗死側內囊后肢FA值及ADC值均較健側對應處低，表明在腦梗死急性期FA值及ADC值均以下降為顯著特征。細胞毒性水腫引起的胞內外水分子分布的變化，使水分子彌散運動受限，表現ADC值減低，同時改變細胞外的空間位置，影響髓鞘的完整性。皮質脊髓束(corticospinal tract,CST)的準確描繪需要至少兩個敏感區域[9]，其中一個在延髓水平，另外一個在腦橋水平，這樣就保證了脊髓的運動通路和小腦的感覺通路有完整的傳導。而運動通路的傳導仍具有一定的不確定性。本研究中發現，梗死側與梗死側內囊后肢感興趣區的兩個數值均與簡化Fugl-Meyer運動功能評分有關，而關鍵位置(梗死側內囊后肢感興趣區)與運動量表評分的關系更為緊密。內囊后肢對運動的調節功能可以表現在對運動信息進行輸入、輸出及整合[10]。有研究表明：CST部分或完全受損的患者病灶同側內囊后肢處神經纖維FA值下降程度較大，Fugl-Meyer運動功能評分較低；CST未受損的患者病灶同側內囊后肢神經纖維FA下降程度較輕，簡易Fugl-Meyer運動功能評分較高[11]。

急性梗死灶的細胞水腫，造成組織結構的改變，影響白質纖維束的空間結構，彌散FA值和ACD值反映了缺血損傷的嚴重程度，可能與神經細胞腫脹、細胞膜改變有關[11]。陳舊缺血灶與新發缺血灶的數值有一定區別，隨時間改變，FA值及ADC值有恢復的可能[12]。

急性腦梗死患者的FA值、ADC值的變化與CST穿行過程中的損傷伴隨運動功能缺失具有一定的規律，因此可以較為準確地判斷肢體肌力的變化，若缺血灶不完全位于功能部位，或病灶僅僅對白質纖維束造成壓迫或無破壞，或不是完全破壞，則恢復較為理想。而完全損傷功能部位，該區FA值、ADC值下降明顯，預后較差，可為臨床判斷預后提供一定依據。

[1]劉中華，吳文軍，曾進勝,等.彌散張量成像觀察皮層下腦梗死后海馬相關神經纖維繼發性損害[J].中國神經精神疾病雜志，2013,39(7):391-395.

[2]Kalinosky BT,Schindler-Ivens S,Schmit BD.White matter structural connectivity is associated with sensorimotor function in stroke survivors[J].Neuroimage Clin,2013,2:767-781.

[3]Lee HM， Kim M， Suh SI.Lesions on DWI and the outcome in hyperacute posterior circulation stroke[J].Can J Neurol Sci，2014， 41(2):187-192．

[4]宋建波，楊曉棠，彭琨,等.磁共振DTI在腦梗死診斷中的應用價值[J].中西醫結合心腦血管病雜志,2010,8(10):1196-1198.

[5]Mukherjee P,Bahn MM,Mckinstry RC,et al,Defferences between grey matter and w hite matter water diffusion in stroke:diffusion tensor MR imaging in 12 patients[J].Radiology,2000,215(4):211-220.

[6]Dacosta-Aguayo R,Graa M,Fernández-Andújar M,et al.Structural integrity of the contralesional hemisphere predicts cognitive impairment in ischemic stroke at three months[J].PLoS One,2014,9(1):86-119.

[7]Lee HM,Kim M,Suh SI.Lesions on DWI and the outcome in hyperacute posterior circulation stroke[J].Can J Neurol Sci,2014,41(2):187-192.

[8]Reigmer YD,Freeze WM,Leemans A,et al.The effect of lacunar infarcts on white matter tract integirity[J].Stroke,2013,44(7):2019-2021.

[9]Keser Z,Yozbatiran N,Francisco GE，et al.A note on the mapping and quantification of the human brain corticospinal tract[J].Eur J Radiol,2014,83(9):1703-1705.

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[11]劉樹學，王本國，莫雪玲,等.磁共振彌散張量成像DTI在腦梗死皮質脊髓束損傷與運動功能轉歸相關性中的應用研究[J].中國CT和MRI雜志，2011,9(5)：28-31.

[12]張玉琴，董海波，胡斌，等.聯合彌散加權成像與彌散張量成像對缺血性小卒中診斷及預后評估的價值[J/CD].中華危重癥醫學雜志(電子版)，2011,4(5):13-18.

The relationship between nerve fiber bundle and muscle strength recovery in patients with acute ischemic stroke observed by magnetic resonance diffusion tensor imaging*

ChenMinglei1,HeChaoming1,LinKang1,PangMingwu1,QinJiangjun2,WanXiangxin2,LiZhiwei2

(1.DepartmentofNeurology;2.DepartmentofRadiology,theThirdpeople′sHospitalofHainan,Sanya,Hainan572000,China)

Objective To investigate the correlation between FA value,ADC value and limb muscle strength score measured by magnetic resonance imaging in patients with ischemic stroke,aims to to analyze the clinical value of magnetic resonance imaging in limb muscle strength.Methods Twenty patients with acute cerebral infarction and treated from June 2015 to Junly 2016 were recruited from This hospital,and the simplified Fugl-Meyer motor function score was observed for all patients within 3 days.Tensor imaging examination was conducted to observe the distribution of nerve fiber bundles,FA value,ADC value changes.Results The FA value and ADC value of the infarct side were significantly different from those of the contralateral side(t=-8.70,t=-18.70,P<0.05);There were significant differences in FA value and ADC value between the infarcted ventricle hind limbs and the contralateral side of the infarcted ventricle(t=-5.16，t=-5.08,P<0.05).The FA value of the infarcted ventral hind limbs had positive correlation with the simplified Fugl-Meyer motor function score(R=0.863，P=0.013).Conclusion FA value and ADC value of acute infarct and internal hindlimb are lower than FA value and ADC value of contralateral normal white matter.The FA value of internal capsule hind limbs is closely related to the simplified Fugl-Meyer motor function score.

stroke;brain ischemia;diffusion magnetic resonance imaging;nerve fiber;muscle strength

海南省衛生計生行業科研項目(14A200079)。

陳明磊(1986-)，主治醫師，碩士，主要從事神經內科研究。

10.3969/j.issn.1671-8348.2017.23.011

R743.3

A

1671-8348(2017)23-3203-03

2017-01-26

2017-03-17)

論著·臨床研究