磁共振扩散张量成像及白质纤维束示踪技术对脑卒中预后的判断价值
王雅慧等
[关键词]扩散张量成像；脑卒中；皮质脊髓束；运动功能
中图分类号：R445.2；R54文献标识码：B文章编号：1009_816X（2014）04_0325_02
脑卒中是一种致死率和致残率极高的疾病，早期评价脑卒中的损伤程度和准确预测患者预后一直是医学界的难题。常规头颅CT和磁共振（MRI）很难准确显示病灶与神经纤维束的空间位置关系以及白质束受损的范围，扩散张量成像（DTI）和白质纤维束示踪技术（DTT）的出现为脑卒中的早期诊断和病情评估、治疗时机的判断以及预后的评估提供了技术支持[1]，是唯一可在活体显示脑白质纤维束的无创性成像技术，可直观地显示脑内病变对白质纤维形态结构直接或间接地影响。
1资料与方法
1.1一般资料：选取我院2010年10月至2012年10月中重度急性脑卒中伴不同程度运动功能障碍的住院患者32例，男18例，女14例，年龄58～71岁，平均（62.30±4.34）岁。纳入条件：（1）年龄性别不限；（2）初次发病，入院时病程小于1周，存在肢体功能障碍症状；（3）病情相对平稳，可以耐受磁共振检查；（4）入院时美国国立卫生院脑卒中量表（NIHSS）评分10～20分，日常生活能力量表（ADL）评分40～70分，缺血性脑卒中/TIA风险评估（ABCD2）评分量表评分>4分；（5）病程前3个月规范化康复治疗总时间>50h；（6）除外肝、肾疾病及恶性肿瘤。
1.2方法：入院1周内完成头颅MRI、磁共振弥散加权成像（DWI）、DTI、DTT检查和进行NIHSS评分、简化（Fugl_Meye）量表（FMS）评分，比较急性期患侧与健侧的平均各项异性分数（FA）值。发病2周后进行康复治疗（器械运动训练、康复踏车训练、日常活动动作能力训练、作业职业功能训练、一对一徒手功能训练）。发病后10～12周即康复期复查头颅MRI、DTI、DTT检查和NIHSS评分、FMS量表评分，行DTT检查时进行双侧皮质脊髓束（CST）三维重建，获得CST走行并了解研究组患者CST受损情况。急性期与康复期NIHSS和FMS评分分别记录为NIHSS1、FMS1和NIHSS2、FMS2。头颅磁共振检查采用GE Signa3.0超导头颅磁共振系统、8通道相控阵线圈，处理软件使用Volume One和dTV。将32例患者DTI的数据输至计算机，获得FA图及方向编码彩色图（directionally encoded color，DEC）。在FA图和DEC图的基础上，根据大脑白质纤维束解剖，利用“种子点”标记梗死灶周围纤维束始点，计算机自动追踪，获得DTT图值各期梗死灶和健侧相应部位FA值，得出DTT图，根据需要可分别对不同的白质纤维束成像。在FA图中分别测量梗死侧及健侧的FA值。采用GE_AW4.4工作站functool软件对DTI数据进行后处理，重建出FA图，分别在大脑脚、内囊后肢及病灶区域。判断标准CST受损分级，1级：病灶与皮质脊髓束临近，皮质脊髓束完整，无明显受压、移位；2级：皮质脊髓束完整，但受压推移；3级：皮质脊髓束中断[3]。
1.3统计学处理：采用SPSS13.0版统计软件，患者患侧及健侧FA值比较采用t检验。脑梗死病灶区域FA值降低率与NIHSS1的相关分析及患侧皮质脊髓束DTT分级与MFS2的相关性采用Pearson相关分析，P<0.05为差异有统计学意义。
2结果
2.1患者急性期与康复期FA值变化：32例急性脑卒中患者急性期患侧平均FA值为（0.39±0.10）与健侧相应部位（0.58±0.10）比较显著降低，差异有统计学意义（P<0.05）。康复期DTI中病灶部位ROI对应的FA差值与急性期比较差异有统计学意义（P<0.05）。
2.2急性期与康复期FA差值与NIHSS1评分的相关性分析：Pearson相关分析显示，FA差值与NIHSS1呈负相关（r=-0.56，P<0.01）。
2.3DTT分级与FMS2评分的相关性分析：入院急性期DTT中纤维分级：1级10例，2级及3级各6例，FMS评分为78，康复期变为1级16例，2级1例，3级5例，FMS评分为89。DTT中纤维束分级与FMS2进行Pearson相关分析显示两者呈负相关（r=-0.10，P<0.01），DTT分级越高，治疗后FMS分越低，运动功能恢复越差。
3讨论
弥散张量成像（DTT）是在磁共振弥散加权像成像（DWI）基础上发展起来的一种成像方法，其基本原理是水分子在不均质组织中具有弥散各向异性的特征，从三维立体的角度分解，量化了弥散各向异性的信号数据，是组织微观结构的显示更加微细准确[4]。部分各向异性（FA）是描述脑白质纤维各向异性特征的主要参数之一，是指水分子各向异性成分占整个弥散张量的比例。FA值大小与髓鞘的完整性、纤维致密性及平行性有密切关系，能够反映白质纤维是否完整，FA值变化于0～1之间，0代表最大各向同性弥散，1代表最大各向异性弥散，FA值越大，神经传导能力越强。DTI通过在三维空间内定时定量地分析组织内水分子的弥散特性，立体显示脑白质纤维束的走行、方向、排列、髓鞘等信息，能够超早期在活体状态下无创地跟踪脑内白质纤维并反映其解剖连通性[5]，评估其病理改变、组织结构和功能间关系。同时可以通过弥散张量纤维束重建（DTT）显示大脑白质纤维束，测定白质纤维束的走行方向和结构的完整性，可以立体直观的观察卒中病灶与白质纤维的之间的关系。
本文显示，脑梗死急性期及康复期病例病灶区域FA值与健侧对比有统计学意义，FA值降低越多，患者NIHSS值越大，FA值与NIHSS之间存在负相关，并且随时间延长，FA值降低率显著。在脑梗死早期，细胞水肿导致纤维束肿胀，纤维束之间空间缩小以及纤维束的扭曲，最终导致水沿着纤维束方向不易自由弥散，表现为弥散的各向异性程度降低，故而反映各向异性程度的FA值降低。脑梗死晚期，髓鞘的逐渐脱失、轴突崩解，坏死组织液化以及胶质增生，导致纤维束的完整性破坏，故而FA值进行性降低，但此时NIHSS评分却明显增高，FA降低率越大，NIHSS评分越高。
DTI在检测脑梗死后皮质脊髓束损伤方面有着显著的优势，可显示皮质脊髓束的迂曲、受压、变形，也可显示梗死区与其关系，对区分梗死灶的具体解剖部位及判断预后具有重要意义。通过白质纤维束重建（DTT）对CST与梗死病灶的空间关系显示清晰，并可较好观察白质束的形态和完整性，从而对纤维束进行分级。本文显示急性期病例纤维束分级随机分布于1_3级，康复期病例主要分布于1级及3级，本文DTI复查22例病例中，显示纤维束出现完整（1级）16例，中断（3级）5例，考虑这种纤维束分级的变化动态地反映出脑缺血后白质纤维的髓鞘崩解、脱失、及坏死的病理过程，随时间延长、梗死灶进一步发展、脑组织坏死、软化，白质纤维束中断，可初步解释脑梗死晚期病例白质纤维束分级多分布于1级及3级的原因。但本文病例复查数目较少，有待更大病例组进一步研究。通过纤维束分级与肢体运动功能评分（FMS2）进行对比分析，显示患者运动功能恢复与CST的DTT分级有相关性，DTT分级越高，治疗后FMS评分越低，提示伴有纤维束破坏、中断的患者治疗后运动功能恢复不佳。
综上所述，磁共振DTI、DTT技术相对于常规的MRI技术能直观、量化的评估脑卒中后白质束的损伤程度，进一步判断运动神经受损情况，对观察CST的损害程度、预测恢复程度、指导临床康复治疗具有重要的价值。
参考文献
[1]张霞，邢悦，张芸，等.弥散张量成像技术在缺血性脑卒中的应用[J].四川大学学报（医学版），2009，40（3）：551-554.
[2]Osborn AG， Tong KA. Handbook of Neuroradiology：Brain and Skull[M]. St Louis：Mosby，1996：373-388.
[3]肖慧，陈自谦，张碧云，等.三维纤维束示踪成像评价急性脑梗死患者皮质脊髓束损伤的意义[J].中国临床康复，2006，10：70-72.
[4]丁庆国，陈振湖，路永明，等.弥散张量成像在胶质瘤分级中的应用价值初探[J].中国医学影像学杂志，2007，5（2）：10-12.
[5]Danielian LE， Iwata NK， Thomasson DM， et al. Reliability of fiber tracking measurements in diffusion tensor imaging for longitudinal study[J]. Neuroimage，2010，49（2），1572-1580.
（收稿日期：2014_3_24）
DTI在检测脑梗死后皮质脊髓束损伤方面有着显著的优势，可显示皮质脊髓束的迂曲、受压、变形，也可显示梗死区与其关系，对区分梗死灶的具体解剖部位及判断预后具有重要意义。通过白质纤维束重建（DTT）对CST与梗死病灶的空间关系显示清晰，并可较好观察白质束的形态和完整性，从而对纤维束进行分级。本文显示急性期病例纤维束分级随机分布于1_3级，康复期病例主要分布于1级及3级，本文DTI复查22例病例中，显示纤维束出现完整（1级）16例，中断（3级）5例，考虑这种纤维束分级的变化动态地反映出脑缺血后白质纤维的髓鞘崩解、脱失、及坏死的病理过程，随时间延长、梗死灶进一步发展、脑组织坏死、软化，白质纤维束中断，可初步解释脑梗死晚期病例白质纤维束分级多分布于1级及3级的原因。但本文病例复查数目较少，有待更大病例组进一步研究。通过纤维束分级与肢体运动功能评分（FMS2）进行对比分析，显示患者运动功能恢复与CST的DTT分级有相关性，DTT分级越高，治疗后FMS评分越低，提示伴有纤维束破坏、中断的患者治疗后运动功能恢复不佳。
综上所述，磁共振DTI、DTT技术相对于常规的MRI技术能直观、量化的评估脑卒中后白质束的损伤程度，进一步判断运动神经受损情况，对观察CST的损害程度、预测恢复程度、指导临床康复治疗具有重要的价值。
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[5]Danielian LE， Iwata NK， Thomasson DM， et al. Reliability of fiber tracking measurements in diffusion tensor imaging for longitudinal study[J]. Neuroimage，2010，49（2），1572-1580.
（收稿日期：2014_3_24）
DTI在检测脑梗死后皮质脊髓束损伤方面有着显著的优势，可显示皮质脊髓束的迂曲、受压、变形，也可显示梗死区与其关系，对区分梗死灶的具体解剖部位及判断预后具有重要意义。通过白质纤维束重建（DTT）对CST与梗死病灶的空间关系显示清晰，并可较好观察白质束的形态和完整性，从而对纤维束进行分级。本文显示急性期病例纤维束分级随机分布于1_3级，康复期病例主要分布于1级及3级，本文DTI复查22例病例中，显示纤维束出现完整（1级）16例，中断（3级）5例，考虑这种纤维束分级的变化动态地反映出脑缺血后白质纤维的髓鞘崩解、脱失、及坏死的病理过程，随时间延长、梗死灶进一步发展、脑组织坏死、软化，白质纤维束中断，可初步解释脑梗死晚期病例白质纤维束分级多分布于1级及3级的原因。但本文病例复查数目较少，有待更大病例组进一步研究。通过纤维束分级与肢体运动功能评分（FMS2）进行对比分析，显示患者运动功能恢复与CST的DTT分级有相关性，DTT分级越高，治疗后FMS评分越低，提示伴有纤维束破坏、中断的患者治疗后运动功能恢复不佳。
综上所述，磁共振DTI、DTT技术相对于常规的MRI技术能直观、量化的评估脑卒中后白质束的损伤程度，进一步判断运动神经受损情况，对观察CST的损害程度、预测恢复程度、指导临床康复治疗具有重要的价值。
参考文献
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[5]Danielian LE， Iwata NK， Thomasson DM， et al. Reliability of fiber tracking measurements in diffusion tensor imaging for longitudinal study[J]. Neuroimage，2010，49（2），1572-1580.
（收稿日期：2014_3_24）