DTI及DTT技術在小量高血壓性基底節區出血運動功能預后評估中的應用

肖國輝 李經綸 曹付強 扶 宇 王本瀚

目前，高血壓性腦出血發病率較高，是一種起病急、致殘率和病死率較高的疾病[1]，基底節區是最常見的出血部位。磁共振彌散張量纖維示蹤技術（diffusion tensor tractography，DTT）是在磁共振彌散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）的基礎上進一步發展而來，可以通過評估皮質脊髓束（corticospinal tract，CST）的變化預測基底節區出血病人的運動功能的預后[2]。本文探討DTI 及DTT 技術在小量（＜30 ml）高血壓性基底節區出血（hypertensive basal ganglia hemorrhage，HBGH）病人運動功能預后評估中的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 入選標準：發病3 d內入院的單側HBGH；出血量＜30 ml；既往無中樞神經系統疾病及運動障礙有關的其他疾病，如顱腦損傷、腦梗死等；病人及家屬自述發病前肢體活動正常，發病后出現運動功能障礙；保守治療；能夠配合行DTI 檢查；年齡50～60歲。排除標準：入院前及發病3個月內有呼吸系統、消化系統、心血管系統嚴重影響治療及預后的并發癥；發病3 個月內發生CST 損傷及運動功能障礙相關的疾病；血腫累及雙側基底節區；發病3個月內死亡。

2018年5月至2020年5月中國人民解放聯勤保障部隊第988 醫院收治符合標準的HBGH 共18 例（觀察組），其中男10例，女8例；平均年齡（56±2.83）歲；左側9例，右側9例；血腫量2～25 ml，平均（12.5±7.4）ml。

另從聯勤保障部隊第988醫院正常人數據庫中選取10 例為對照，其中男5 例，女5 例；平均年齡（56.3±3.13）歲（入選標準：①頭顱CT及MRI平掃+增強未見異常；②醫院體檢無正常；③年齡50～60 歲；④既往無中樞神經系統疾病）。

1.2 檢查方法 采用SIEMENS Trio 3.0 T 超導磁共振掃描儀。掃描參數：重復時間為6 000 ms；恢復時間為103 ms；視野230 mm×230 mm；矩陣154 mm×192mm；層厚3.0 mm；層距0；b值0和1 500 s/mm2；方向數12；傅里葉轉換6/8。

1.3 圖像處理 使用FSL 數據包處理各項異性分數（fractional anisotropy，FA）等DTI 參數，使用德國BrainLAB神經導航系統重建纖維束，設定FA最小閾值為0.4，追蹤長度設置為40 mm。將患側及健側CST條目數的兩個感興趣區中的一個放置在內囊后肢，另一個放置在腦橋的基底部，追蹤CST并測定纖維束數目，將測定FA值的感興趣放置在內囊后肢[3]。

發病3 d 內行DTI 掃描并進行DTT 重建，由2 名經驗豐富的醫師選取感興趣區并檢測獲取健側及患側的CST 條目數及FA 值，取平均值。依據DTT 中CST與血腫的關系分為0～3級：0級，CST未受水腫及血腫侵及，走形正常；1 級，CST 與水腫及血腫無接觸，受壓移位（圖1）；2級，周圍水腫侵CST及但血腫未侵及CST（圖2）；3級，血腫侵及CST（圖3）。

圖1 皮質脊髓束分級1級小量高血壓性基底節區出血病人DTI重建示蹤圖

圖2 皮質脊髓束分級2 級小量高血壓性基底節區出血病人DTI重建示蹤圖

圖3 皮質脊髓束分級3 級小量高血壓性基底節區出血病人DTI重建示蹤圖

對照組10 例，記一側CST 條目數與另一側CST條目數之比與100 的乘積作為對照組相對剩余CST條目數；其中5 例為左側/右側，另5 例為右側/左側，隨機選取。觀察組18 例中，9 例左側基底節出血，9例為右側基底節出血。記患側CST 條目數與健側CST 條目數之比與100 的乘積作為觀察組相對剩余CST 條目數；同時測量雙側FA 值，記患側FA/健側FA為rFA。

1.4 運動功能評估 發病3個月使用Fugl-Meyer運動功能評定量表（Fugl-Meyer assessment，FMA）評估運動功能預后[4]，分為4 個等級[5]：＜50 分為嚴重；50～84分為明顯損傷；85～95 為中度損傷；96～99 為輕度損傷。≥96分為預后良好，＜96分為預后不良。

1.5 統計學分析 使用SPSS 23.0軟件分析；計量資料以±s表示，采用t檢驗；等級資料采用Mann-Whiteney U檢驗；采用Spearman相關系數分析相關性；使用受試者操作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線分析CST 條目數、rFA、CST 分級預測運動功能預后的準確性；P＜0.05為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 觀察組運動功能預后 發病3 個月，FMA 評分50～100分，平均（88.9±12.6）分。18例中，預后良好6例，預后不良12例。

2.2 兩組相對剩余CST 條目數、rFA、CST 分級比較與對照組相比，觀察組相對剩余CST 條數和rFA 明顯降低（P＜0.05，表1），CST 分級顯著增高（P＜0.05，表1）。

表1 小量高血壓性基底節區出血DTI參數變化

2.3 相對剩余CST條目數、rFA、CST分級與HBGH病人運動功能預后的關系 與預后不良組相比，預后良好組相對剩余CST 條數和rFA 明顯增高（P＜0.05，表2），CST 分級顯著降低（P＜0.05，表2）。發病3 個月FMA 評分與相對剩余CST 條目數（r=0.809）、rFA（r=0.784）呈明顯正相關（P＜0.05），與CST 分級（r=-0.785）呈明顯負相關（P＜0.05）。

表2 DTI參數與小量血壓性基底節區出血運動預后的關系

2.4 相對剩余CST條目數、rFA、CST分級預測HBGH病人運動功能預后的準確性ROC曲線結果示，相對剩余CST 條目數曲線下面積（area under the curve，AUC）為0.882（P＜0.05），最佳截斷值為77.000，敏感度為83.3%，特異度為91.7%；rFA 的AUC 為0.840（P＜0.05），最佳截斷值為0.630，敏感度為83.3%，特異度為0.833；CST 分級的AUC 為0.799（P＜0.05），最佳截斷值1.500，敏感度為66.7%，特異度為91.7%；3個參數聯合的AUC 為0.917（P＜0.05），敏感度為84.0%，特異度為92.1%。見圖4、5。

圖4 ROC曲線分析DTI參數rFA及相對剩余CST條目數預測小量高血壓性基底節區出血預后的效果

3 討論

基底節區出血導致嚴重運動功能障礙的原因是CST 損傷，其損傷程度以前往往依靠臨床監測病人肌力變化等。DTI是一種無創性評估活體狀態下纖維束損傷的方法[2，6]。目前，很多研究采取rFA 評估神經纖維損傷程度。關于rFA測量時感興趣區的選擇，還有爭議。有研究認為大腦腳處比內囊后肢處更好[7]，也有研究認為內囊后肢處更好[3]。本文結果顯示內囊后肢部位的rFA與HGBH病人運動功能預后密切相關，可以作為感興趣區。我們主要是認為該區域毗鄰出血灶及其水腫區，在早期獲得CST 受損程度的形態與數據更為準確。

DTT 是在DTI 基礎上重建的三維形態的纖維束。以往的研究主要對CST形態結構破壞程度進行分級，了解其與病人預后的關系。有發現CST 分級越高，病人神經功能恢復越差[8，9]。我們的CST 分級與預后關系的研究結果與上述文獻報道一致。通過神經導航系統，我們發現在重建纖維束的同時可以追蹤到神經纖維條目數，而這一結果并非實際解剖中的纖維束條目數。Bigourdan 等[10]認為腦卒中后24～72 h 測量的纖維數量比是CST 完整性的替代標志，可以獨立預測發病后1年的運動功能預后，特別是對初始嚴重受損的病人。Jang等[11]發現腦梗死發病（12.71±4.63）d的CST纖維束比值與發病后6個月運動功能顯著相關。本文結果顯示腦出血后相對剩余CST 條目數明顯減少，并且與發病3 個月運動功能預后呈顯著正相關（P＜0.05）。因此，神經導航系統追蹤的纖維束條目數雖然并非實際人體中纖維的數目，但也可以作為小量HGBH 病人運動功能預后的預測指標。本文將病人年齡控制在一個較小的范圍內（50～60 歲），是因為有研究表明神經纖維軸突會發生生理性退行性變[12]，年齡差范圍的減小會減少該因素造成的影響。此外，我們使用相對剩余纖維束條目數這一比值，也是為了減少個體差異形成的誤差。

圖5 ROC 曲線分析DTI 參數CST 分級預測小量高血壓性基底節區出血預后的效果

對于幕上出血量＞30 ml 的病人，多采用手術治療；而對于幕上＜30 ml的病人，多采取保守治療。主要是因為手術本身也會造成腦損傷，從而影響病人預后。隨著科技的進步，手術創傷越來越小。有研究表明，對于幕上20～30 ml的出血，進行立體定向穿刺置管引流術較保守治療預后好[13～15]。本文18例病人中，出血量＜10 ml 的病人運動功能預后好于10～30 ml 的病人。這也提示對于10～30 ml 血腫可以采用適合的外科治療，并聯合DTI 及DTT 監測手術前后纖維束的變化，進一步研究不同類型手術對CST的影響。

因不同醫院可能使用不同型號的高場強磁共振儀，在進行DTI 檢查時，參數設置也不相同，且感興趣區域的選擇會受到操作者的影響，所以，目前的各種結論尚無法形成共識去推廣應用，還要增加單中心病例數量并和多中心聯合開展研究。另外，交叉纖維和部分體積效應也會對儀器檢測造成部分影響。

綜上所述，在小量HBGH 急性期，進行DTI 和DTT 檢查，相對剩余CST 條目數及rFA 值越高預示病人運動功能預后越好，CST 分級越高預示病人運動功能預后越差，三個參數聯合較單個指標預測價值更高；其中相對剩余CST條目數具有直觀、量化的特點，是一個更好的評估指標。