点击显示 收起
【摘要】 目的 利用磁共振弥散张量成像(DTI)研究中老年脑梗死患者脑白质纤维束各向异性特征和皮质脊髓束(CST)受损与临床预后的关系，以早期判断病情、评估预后。方法 24例中老年单侧急性脑梗死患者，依年龄段分为A组(45~59岁)、B组(60~74岁)和C组(75岁以上)，每组各8例。患者于发病3d内行3.0T常规磁共振(MRI)和DTI检查。于入院时和发病后6周，分别测量梗死灶和对侧相应正常脑组织的部分各向异性值(FA)，同时采用NIHSS量表进行神经功能缺损评分，分别记为NIHSS1和NIHSS2，并运用弥散张量纤维束成像(DTT)显示通过病灶的纤维束特征，评价脑梗死区周边纤维束的情况，并与神经功能缺损程度进行比较。结果 各组患者梗死侧FA值均较对侧相应正常脑组织降低(P<0.05)，康复治疗6周后梗死侧的FA值均比入院时明显增加(P<0.05)。各组患者FA值随年龄的增加呈逐渐下降趋势(P<0.05)。各年龄组患者梗死灶侧FA值降低百分比与皮质脊髓束级别明显相关(P<0.05)，发病后6周NIHSS2评分转归情况与皮质脊髓束级别差异有显著性(P<0.05)。结论 DTT可直观显示纤维束走行及与病灶之间的关系，在缺血性脑卒中的早期即可对其损伤情况进行判定，同时也可提示患者的预后，对患者的康复治疗具有一定的指导意义。
【关键词】 缺血性脑卒中;康复治疗;弥散张量成像;年龄相关
【Abstract】 Objective To evaluate the relationship between injury of CST, diffusion anisotropic features of white matter fibers and cerebral infarction prognosis in different aged patients by MR diffusion tensor imaging. Methods 24 cases of cerebral infarction were randomly divided into 3 groups according to each group 14 years, Group A(n=8), Group B(n=8) and Group C(n=8), ranged 45~79 years of old. Diffusion tensor imaging deta were acquired in the patients on a 3.0T MR imaging scanner in the first 3 days. Fractional anistrophy (FA) value were computed, displacement continuity and injured condition of CST were observed. At the same time, the patients were measured NIHSS at the stage of onset and 6 weeks after the onset, NIHSS1 and NIHSS2, respectively. Results All patients had a decrease in FA values of the lesions compared with the contralateral corresponding brain tissues(P<0.05)，and had a increase in FA values of the lesions after 6 weeks rehabilitative therapy (P<0.05). There were gradual downward trend in FA values following the aged years (P<0.05). The decreasing percentage of FA in infarction had positive correlation with NIHSS1 score (P<0.05), injured degree of CST was significantly positive associated NIHSS2 score (P<0.05). Conclusion DTT can show the relationship between the direction and morphology of the fiber tract and the infarct lesions, which can be used to evaluate the impairment of CST at the early stage of ischemic stroke, favoring the prognostic judgment in the rehabilitative therapy of cerebral infarction.
【Key words】 ischemic stroke; rehabilitation; diffusion tensor imaging; age-related
脑卒中是一种致死率和致残率极高的疾病，缺血性脑卒中约占全部脑卒中的80%，而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 CT和 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，弥散张量成像(diffusion tensor imaging, DTI)技术的出现为缺血性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, 其主要方法为DTI纤维追踪成像，可直观地显示脑内病变对白质纤维形态结构直接或间接的影响。目前国内外对脑卒中DTI的研究资料尚缺乏康复治疗方面的评价，且未能很好地控制年龄段对其的影响[2,3]。本研究利用DTI对本院2010年6月—2011年6月住院治疗的24例单侧脑梗死患者梗死区弥散程度及白质纤维束的改变进行评价，探讨DTI对脑梗死患者康复治疗预后评价的应用价值。
1 对象与方法
1.1 研究对象
发病24~72h内经常规MRI或CT明确诊断为单侧脑梗死的中老年入院治疗患者24例，男 14例，女 10例，年龄45~82岁。缺血性脑卒中的定义符合WHO的诊断标准。按年龄分为三组：45~59岁为A组 (8例) ;60~74岁为B组 ( 8例) ;75岁及以上为C组( 8例) 。
1.1.1 纳入标准
(1)脑梗死发病3d以内，临床资料完整;(2)单侧发病;(3)梗死灶位于基底节、内囊或放射冠等，仅累及白质而无灰质受累;(4)初次发病;(5)生命体征平稳;(6)无MRI检查禁忌证，完成检查并图像质量良好;(7)知情同意。
1.1.2 排除标准
(1)双侧脑梗死或椎基底动脉系统脑梗死;(2)无法配合或完成该检查;(3)有明显意识障碍、严重认知功能障碍或颅脑外伤史;(4)拒绝签署知情同意书或中途退出者。
1.2 研究方法
1.2.1 神经功能评分
患者于入院时和发病后6周分别进行神经功能评分。本研究采用美国国立卫生院脑卒中量表(National Institutes of Health Stroke Scale, NIHSS量表)评价各期临床症状。评分范围为0~42分，分数越高表示神经受损越严重，0~1分表示正常或趋近于正常，1~4分表示轻微中分，5~15分表示中度中分，15~20分表示中重度中分，20分以上为重度中分，分数越高表示病况越严重。
1.2.2 常规MRI检查
包括：T1WI、T2WI序列，T1WI使用SE序列(TR/TE=3250、99ms)，T2WI使用TSE序列(TR/TE=400/7.8ms)，常规横断面、矢状位、冠状位扫描。扫描层厚6.0mm，层数为15层，层间距1.8mm。
1.2.3 DTI序列检查
使用弥散敏感单次激发回波平面成像序列进行轴位扫描。扫描参数：TR/TE=3900/76ms，视野(FOV)230mm×230mm，在相位编码方向上重复取样率为100%，矩阵256×256，层厚3.6mm，无间隔。采用AC-PC定位线总计获取33层图像，覆盖整个大脑半球和脑干;使用2个弥散权重，b值分别为0和800mm2/s，在12个各向同性方向上分别施加弥散敏感梯度，信号5次平均，采集时间4min19s。
1.2.4 数据处理
利用工作站LEONARDO提供的分析软件包计算出部分各向异性(fractional anisotropy, FA)图，由研究者手动在FA图各个层面上画出梗死灶感兴趣区(region of interest, ROI)及其对侧相应大小正常正常脑组织ROI得到相应FA值，每个区域测量3次，取平均值，再将各个层面的值平均后得到梗死灶及对侧相应正常脑组织处的FA值;梗死灶FA值降低百分比[(对侧相应脑组织FA值-梗死灶FA值)/对侧相应脑组织FA值×100%]。弥散张量成像纤维束成像(diffusion tensor tractography, DTT)：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，终止条件：FA值<0.2，角度<35°，重建双侧皮质脊髓束(corticospinal tract, CST)。在DTT图中根据CST与梗死灶的空间位置关系，主要表现为完整、受压移位和中断3种方式[4]。将CST受累情况分为2级，1级：皮质脊髓束完整;2级：皮质脊髓束中断。
1.3 统计学方法
采用SPSS 16.0统计软件。所有计量资料用x±s表示，梗死侧与健侧CST的FA值的差异采用配对t检验;分析各组患者及治疗前后患侧CST的FA值，采用单因素方差分析及q检验;FA值降低百分比、CST损伤级别与脑梗死患者NIHSS评分的相关性采用Spearman分析，检验水准为α双侧=0.05。
2 结果
2.1 梗死灶和对侧相应正常脑组织FA值比较
各组患者梗死灶侧的FA值均较对侧相应正常脑组织FA值低，康复治疗6周后梗死侧的FA值均比入院时明显增加(P<0.05)。各组患者FA值随年龄的增加呈逐渐下降趋势(P<0.05)。见表1。表1 各组患者脑梗死侧与健侧CST的FA值比较
2.2 DTT结果
DTT显示梗死灶纤维束直径变细，纤维数量减少，甚至有中断。随着年龄的增加，其CST破坏的程度逐渐加重，经康复治疗后均有好转。其中A组CST 1级2例，2级6例;B组CST 1级4例，2级4例;C组CST 1级3例，2级5例。
2.3 CST分级与NIHSS评分的联系
Spearman相关分析显示梗死灶侧FA值降低百分比和NIHSS1相关(r=0.432, P<0.05)，皮质脊髓束的损伤程度与NIHSS2密切相关(r=0.886, P<0.05)。见表2。表2 各组患者CST级别在治疗前后NISHH评分的比较
3 讨论
缺血性脑卒中约占全部脑卒中的80%，而脑梗死是严重危害人类健康的常见病之一。脑梗死后约3/4以上的患者会残有不同程度的肢体运动或其他功能障碍。早期评价脑梗死的损伤程度和准确预测患者预后一直是医学界的难题。DTI是近年来运用于临床的一种功能性磁共振成像方法，是当前唯一的一种能有效观察和追踪脑白质纤维束的非侵入性检查方法，能较好显示出白质纤维如皮质脊髓束、钩束、上下纵束、下额枕束的结构功能变化。应用DTI对脑卒中患者进行评价，已逐渐成为临床上一种重要的参考依据[5]，甚至可以发现短暂性脑缺血发作和微小脑卒中之间的差异，从而更有利于准确地评估患者的长期预后[6]。目前应用弥散张量成像技术对脑卒中/梗死患者预后判断的研究资料甚少[7]。本研究显示各年龄组患者梗死灶侧的FA值均较对侧相应正常脑组织FA值低，与以往文献报道一致[8]。说明在梗死早期，DTI参数就会发生改变，这些现象和变化对临床医生及时判断脑梗死和梗死时期具有重要意义。在脑梗死早期，FA值升高提示存在细胞水肿，随后开始降低则预示比较严重的/甚至不可逆性缺血损伤的发生[9]。研究表明[10]，FA值的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值越大，神经传导能力越强。本研究还发现，FA值下降百分比随发病时间的延长呈下降趋势，随年龄的增加呈增加趋势。可能是由于发病后经综合康复治疗后，患者的神经运动功能逐渐恢复所致。而年龄越大的患者，其神经运动功能恢复较慢，因此FA值的下降比较明显。Thomalla[11]等对发病2~16 d内的亚急性期轻、中度缺血性组中患者行DTI检查，发现患侧大脑脚的FA下降，且患侧大脑脚FA与对侧FA的比值(rFA)与NIHSS评分之间存在负相关。其结果表明FA值越低则变性程度越重，神经运动功能恢复越差。许祖梅[12]等的研究发现，梗死区FA值降低幅度超过0.2，临床预后较差;而7个脑梗死区域FA值较对侧正常区域FA值无明显变化的患者先前的症状完全或近乎完全恢复，预后良好。结合本实验研究，提示我们对临床DTI检查中发现FA值降低明显、尤其是伴有年龄较大的那些脑卒中患者，更应当引起足够的重视，尽早给予综合康复治疗。有研究结果表明，DTT可显示纤维束的迂曲、受压、变形，也可显示梗死区与纤维束的关系，如接近、部分穿行、完全穿行[13]。与既往研究结果一致，本研究DTT结果显示，梗死灶侧皮质脊髓纤维束直径变细，纤维数量减少，甚至有中断。DTT可较清晰准确地显示CST的状态，而CST的完整性与否在脑卒中病人神经运动功能恢复过程中起着决定性作用。随着年龄的增加，其CST破坏的程度加重，提示患者的预后恢复较慢或者交叉。本研究结果还表明，梗死灶侧FA值降低百分比和NIHSS1相关。与国内鲍莎莎[14]等的研究结果相符一致。说明FA值可以早期显示神经纤维的变性，从一定程度上反映CST的受损情况。本研究结果还表明皮质脊髓束的损伤程度与NIHSS2密切相关，提示患者的临床预后不仅与梗死灶组织的受损程度有关，更重要的是与梗死发生的部位有关。国内任钰等[7]对18例脑血管疾病(脑梗死16例，脑出血2例)患者发病初及发病后2周、1个月和2个月分别进行了神经功能缺损评分，其研究结果表明16例脑梗死患者不同时期NIHSS评分与CST级别明显相关，尤其是发病后2个月时患者的NIHSS评分转归情况与皮质脊髓束级别差异有显著性，而本研究结果则显现6周后则差异有显著性，分析其差别可能发生的原因为：本研究对患者的年龄段作了相对严格的区分，本研究在常规治疗的基础上采用了综合康复治疗手段。DTT能够清晰地显示缺血区和受损白质纤维之间的关系，更能立体直观地观察CST的状况，将对脑梗死患者临床神经功能康复治疗及判断预后提供更多重要的信息。
【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. 四川大学学报(医学版)，2009, 40(3): 551-554.
2 Bhagat YA, Beaulieu C. Diffusion anisotropy in subcortical white matter and cortical gray matter: changes with aging and the role of CSF-suppression. Magn Reson Imaging， 2004, 20(2): 216 -227.
3 Pfefferbaum A, Adalsteinsson E, Sullivan EV. Frontal circuitry degradation marks healthy adult aging: Evidence from diffusion tensor imaging. Neuroimage, 2005，26(3): 891-899.
4 肖惠，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. 中国临床康复，2006,10:70-73.
5 Sotak CH. The role of diffusion tensor imaging in the evaluation of ischemic brain injury-a review. NMR Biomed， 2002, 15(7-8): 561-569.
6 Tong Tong, Yao Zhenwei，Feng Xiaoyuan. Transient ischemic attack and stroke can be Ddifferentiated by analyzing the diffusion tensor imaging. Korean J Radiol， 2011, 12(3): 280-288.
7 任钰，陈嘉峰，饶明俐. 核素共振弥散张量成像对脑血管患者预后的判断. J Apoplexy and Nervous Diseases， 2008, 25(5): 570-573.
8 Shangwen Xu, Ziqian Chen, Jinhua Chen, et al. Correlation between muscular strength and basal nuclei ischemic/hemorrhagic stroke-induced corticospinal tract injury, as detected by diffusion tensor imaging and tractography. Neural Regen Res，2010，5(13): 1010-1014.
9 倪建明，黄钢，沈天真，等. 急性缺血性脑梗死弥散各意向性的变化规律. 中国医学影像技术, 2009，25(6)：985-988.
10 Klose U, Mader I, Unrath A, et al. Directional correlation in white matter tracks of the human brain. Journal of Magnetic Resonance Imaging， 2004, 20:25-30.
11 Thomalla G, Glauche V, Koch MA, et al. Diffusion tensor imaging detects early wallerian degeneration of the pyramidal tract after ischemic stroke. Neuroimage， 2004, 22: 1767-1774.
12 许祖梅，郭庆清，陈国章，等. 磁共振张量成像对脑梗死预后的评价. 中国实用神经疾病杂志，2008，11(12)：4-6.
13 李敏，于向荣，贾中正，等. 白质纤维束成像评价皮质脊髓束损伤与脑梗死预后的关系. 临床放射学杂志， 2009，28(6)：755-758.
14 鲍莎莎，刘青蕊，张金峰，等. 磁共振弥散张量及纤维束成像在急性脑梗死的临床应用. 脑与神经疾病杂志，2009，17(3)：204-206.