磁共振彌散張量成像在腦梗死后繼發(fā)早期華勒氏變性中的應(yīng)用

王 笑，牛家玲，王羅羽，王 輝，孫振濤，王 玫

(1.橫店文榮醫(yī)院 放射科，浙江 金華 322118；2.浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬杭州市第一人民醫(yī)院 放射科，浙江 杭州 310006)

華勒氏變性(Wallerian degeneration，WD)由Waller首先在青蛙的神經(jīng)損傷實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，是指神經(jīng)元近端損傷后，其遠(yuǎn)端的髓鞘與軸突發(fā)生順行性變性的過程。腦梗死是WD常見病因。常規(guī)磁共振信號(hào)及形態(tài)變化對(duì)WD診斷及分期有重要價(jià)值，但對(duì)WD早期診斷敏感性較差。研究表明，腦梗死后7天即可發(fā)生WD，而常規(guī)磁共振難于顯示4周內(nèi)的WD。磁共振彌散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)可在微觀層面顯示活體組織內(nèi)水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)能力及彌散方向等信息，對(duì)腦白質(zhì)纖維束非常敏感，可顯示纖維束的微小結(jié)構(gòu)變化。本研究對(duì)腦梗死患者進(jìn)行DTI檢查，觀察發(fā)病后2～3天、第14天患側(cè)腦組織DTI參數(shù)的變化，評(píng)價(jià)DTI對(duì)診斷腦梗死后早期錐體束WD的敏感性。

1 對(duì)象與方法

1.1 一般資料 收集2017年9月—2019年4月于橫店文榮醫(yī)院診斷為急性腦梗死的住院患者23例，男13例，女10例；年齡 48～84歲，平均(67.0±11.2)歲。所選患者均符合1995年全國(guó)第四次腦血管病學(xué)術(shù)會(huì)議提出的腦梗死診斷標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過常規(guī)MRI檢查證實(shí)為單側(cè)急性腦梗死，均存在一側(cè)肢體不同程度的運(yùn)動(dòng)通路受損，如肢體無力、麻木、活動(dòng)受限、肌力改變等。出院后常規(guī)MRI復(fù)診均可見與梗死病灶相關(guān)的異常信號(hào)，由放射冠穿過內(nèi)囊后肢、大腦腳及橋腦基底部，并且連續(xù)3個(gè)以上層面可見，與錐體束走行相符，符合錐體束WD的MR診斷標(biāo)準(zhǔn)。所選患者均為首次患病并在發(fā)病后2～3天內(nèi)行磁共振檢查(第1次)，起病后第14天復(fù)查(第2次)。患者生命體征平穩(wěn)，患者或家屬簽署知情同意書。

1.2 檢查方法 ①常規(guī)MRI檢查序列包括矢狀位FLAIR T1WI，橫軸位T1WI、T2WI、FLAIR T2WI及DWI序列；②DTI數(shù)據(jù)采集：DTI序列采用平面回波成像序列 24個(gè)方向擴(kuò)散權(quán)重采集，值分別為0和1 000 s/mm。掃描范圍從顱頂至枕骨大孔平面，具體參數(shù)如下：TR/TE 12 000/87 ms，層厚3.0 mm，層間距1.0 mm，層數(shù)44層，掃描野(FOV)240 mm×240 mm，矩陣128×128，掃描時(shí)間3 min 24 s。DTI原始圖像輸入工作站(GE Sigma ADW4.6工作站)，經(jīng)Functool軟件處理獲得各向異性分?jǐn)?shù)(fractional anisotropy，F(xiàn)A)圖及表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)圖。

1.3 參數(shù)測(cè)量及圖像后處理 通過在上述FA及ADC圖像上放置感興趣區(qū)(region of interest, ROI)的方法獲得FA與ADC值。ROI包括：腦梗死區(qū)、梗死區(qū)同側(cè)內(nèi)囊后支、大腦腳和錐體束，以及上述部位對(duì)側(cè)相應(yīng)區(qū)域。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 26.0 統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)量資料比較采用檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料比較采用檢驗(yàn)，<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

第1次檢查(發(fā)病后2～3天)，與對(duì)側(cè)相應(yīng)區(qū)域比較，患者梗死區(qū)患側(cè)的FA和ADC值均下降，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(<0.05)，見表1。第2次檢查(第14天)，梗死區(qū)、內(nèi)囊后支、大腦腳、錐體束患側(cè)的FA值均低于對(duì)側(cè)相應(yīng)區(qū)域，梗死區(qū)的ADC值低于對(duì)側(cè)相應(yīng)區(qū)域，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(<0.05)，見表2。第2次檢查梗死區(qū)、內(nèi)囊后支、大腦腳及錐體束患側(cè)的FA值均低于第1次檢查，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(<0.05)。

表1 患者第1次檢查患側(cè)與對(duì)側(cè)的FA及ADC值比較(n=23)Table 1 Comparison of FA and ADC values between the affected side and the contralateral side at the first examination (n=23)

表2 患者第2次檢查患側(cè)與對(duì)側(cè)的FA及ADC值比較(n=23)Table 2 Comparison of FA and ADC values between the affected side and the contralateral side at the second examination (n=23)

3 討論

腦梗死后，錐體細(xì)胞與其軸突之間的聯(lián)系中斷，錐體束失去營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)，遠(yuǎn)離梗死部位的錐體束發(fā)生WD。DTI的重要參數(shù)FA代表各向異性分?jǐn)?shù)，F(xiàn)A值的大小與白質(zhì)纖維束的完整性有關(guān)，ADC值代表水分子的彌散能力。本研究運(yùn)用DTI技術(shù)對(duì)23例腦梗死患者進(jìn)行檢查，第2次檢查(第14天)，梗死區(qū)、內(nèi)囊后支、大腦腳、錐體束患側(cè)的FA值均明顯低于對(duì)側(cè)相應(yīng)區(qū)域，梗死區(qū)的ADC值明顯低于對(duì)側(cè)相應(yīng)區(qū)域，提示FA值對(duì)于診斷早期錐體束WD較為敏感。相關(guān)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，腦損傷初期纖維束完整性被破壞，軸突和髓鞘分解形成的碎片會(huì)限制水分子沿著纖維束的擴(kuò)散，導(dǎo)致FA值降低；而髓鞘的崩解使水分子在垂直方向的運(yùn)動(dòng)增加，這兩個(gè)生物效應(yīng)共同作用使ADC值可無明顯改變。本文研究結(jié)果與以上動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致，提示錐體束發(fā)生繼發(fā)性改變表現(xiàn)為逐步分解和破壞的過程，提示DTI的FA值對(duì)于腦梗死后早期錐體束WD的檢出具有較高的敏感度及臨床價(jià)值。

Kuhn等根據(jù)病理改變及磁共振表現(xiàn)將WD分為4個(gè)階段。第1期：0～4周，表現(xiàn)為軸突變性伴髓鞘的輕微生化改變，此期常規(guī)磁共振沒有異常信號(hào)改變。第2期：5～10周，表現(xiàn)為髓鞘蛋白降解，但髓磷脂保持完好，組織疏水性增加，此期磁共振表現(xiàn)為T2加權(quán)低信號(hào)。第3期：11～14周，表現(xiàn)為髓鞘脂質(zhì)分解，膠質(zhì)增生，組織親水性增加，此期磁共振表現(xiàn)為T2加權(quán)高信號(hào)。第4期：幾年后，表現(xiàn)為腦組織萎縮造成的體積缺失，此期磁共振表現(xiàn)為損傷同側(cè)腦干萎縮。常規(guī)磁共振對(duì)早期錐體束的細(xì)微改變不敏感，腦梗死后早期難以檢出WD。有研究表明，DTI技術(shù)于腦梗死發(fā)生后14天內(nèi)可檢測(cè)出錐體束WD。本研究結(jié)果顯示，患者于發(fā)病后第14天觀察到患側(cè)錐體束的FA值較對(duì)側(cè)明顯降低，表示DTI對(duì)于早期WD檢出要優(yōu)于常規(guī)磁共振檢查。另有研究發(fā)現(xiàn)，腦梗死后患側(cè)錐體束的FA值表現(xiàn)為進(jìn)行性下降，與WD的病理發(fā)展過程平行，并推斷FA值可用于表示錐體束WD的程度。本研究結(jié)果顯示，23例患者發(fā)病后第14天患側(cè)梗死區(qū)、內(nèi)囊后支、大腦腳及錐體束的FA值較第一次檢查進(jìn)行性下降，表示W(wǎng)D隨時(shí)間的延長(zhǎng)可呈逐漸加重的趨勢(shì)。

本研究樣本量相對(duì)較少，隨訪時(shí)間較短，后續(xù)需進(jìn)一步增加樣本量及隨訪時(shí)間，以驗(yàn)證研究結(jié)果的可靠性。錐體束WD可能會(huì)導(dǎo)致不同程度的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、感覺系統(tǒng)、語言功能障礙。有研究發(fā)現(xiàn)rFA值(患側(cè)FA值/健側(cè) FA值)可用于預(yù)測(cè)及評(píng)估腦梗死后運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)情況，后續(xù)研究可將rFA值與評(píng)估預(yù)后運(yùn)動(dòng)功能進(jìn)行結(jié)合。

綜上所述，DTI技術(shù)對(duì)于早期錐體束WD診斷具有較高的敏感性，通過 FA 值定量研究白質(zhì)纖維束的完整性和WD的病理發(fā)展過程可彌補(bǔ)常規(guī)MRI的缺陷，對(duì)病程判斷具有一定的價(jià)值。