丘腦梗死后丘腦放射纖維繼發(fā)變性的磁共振彌散張量成像

江山 梁志堅 王進(jìn) 秦超 趙偉佳 程道賓 劉競麗 葉偉 戴旖

丘腦梗死后丘腦放射纖維繼發(fā)變性的磁共振彌散張量成像

江山*梁志堅*王進(jìn)*秦超*趙偉佳*程道賓*劉競麗*葉偉＊＊戴旖＊＊

目的 應(yīng)用磁共振彌散張量(diffusion tensor imaging，DTI)技術(shù)動態(tài)觀察局灶性丘腦梗死后丘腦放射纖維的彌散變化，探討丘腦梗死后，病灶上方的丘腦放射纖維繼發(fā)性損害的發(fā)生發(fā)展規(guī)律。方法 連續(xù)收錄首次發(fā)病、單側(cè)丘腦梗死患者17例為實驗組，選擇健康志愿者17例作對照研究?；颊叻謩e在發(fā)病的第1周(W1)、第4周(W4)和第12周(W12)進(jìn)行1次DTI檢測，對照組進(jìn)行1次DTI檢測。每次DTI檢測之前進(jìn)行美國國立衛(wèi)生研究院卒中評分(national institute health stroke scale，NIHSS)和Barthel生活指數(shù)(BI)以及自訂的感覺障礙分級評分(Sensory disturbance rating，SDR)評定。結(jié)果 梗死灶上方的半卵圓中心部分異向(fractional anisotropy，F(xiàn)A)值隨時間延長逐漸減少(W1:0.42±0.02，W2:0.38±0.02，W12:0.34±0.03，P＜0.01)，而平均彌散量(mean diffusion，MD)卻無明顯變化。梗死灶上方的半卵圓中心FA值的變化百分?jǐn)?shù)與NIHSS、和BI的變化百分?jǐn)?shù)無明顯相關(guān)(P＞0.05)，與SDR變化的百分?jǐn)?shù)呈負(fù)相關(guān)(r=－0.246，P＜0.05)。結(jié)論 局灶性丘腦梗死可以引起丘腦放射纖維繼發(fā)性損害，在12周內(nèi)這種繼發(fā)性損害逐漸加重，而且還可能阻礙患者感覺功能的恢復(fù)。

腦梗死 繼發(fā)性損害 丘腦 彌散張量成像

腦梗死后與梗死灶相連的神經(jīng)纖維束會發(fā)生繼發(fā)性髓鞘脫失、軸索分解等繼發(fā)性損害［1－3］。局灶性丘腦梗死，外側(cè)核群作為感覺傳導(dǎo)的皮質(zhì)下中樞和中繼站的神經(jīng)元缺血壞死，是否會引起其上方丘腦放射的神經(jīng)纖維發(fā)生繼發(fā)損害，其發(fā)生發(fā)展規(guī)律如何等問題都有待進(jìn)一步研究。本研究應(yīng)用磁共振彌散張量(dif－fusion tensor imaging，DTI)技術(shù)，動態(tài)觀察局灶性丘腦梗死后丘腦放射神經(jīng)纖維彌散變化，探索丘腦放射神經(jīng)纖維繼發(fā)性損害的特點。

1 資料與方法

1.1 研究對象 連續(xù)收錄2008年1月至2009年6月在廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科住院治療的，符合WHO制定的腦梗死診斷標(biāo)準(zhǔn)［4］，起病7 d之內(nèi)，首次發(fā)病、具有單側(cè)單發(fā)丘腦梗死灶的患者，同時排除既往有腦或脊髓等神經(jīng)系統(tǒng)疾病史及有MRI檢查禁忌的患者17例為實驗組。選擇性別、年齡與實驗組相匹配的健康志愿者17例作為對照研究。

1.2 MRI序列及掃描方法 檢測時間:實驗組分別在發(fā)病后第1W、4W、12W行MRI檢測，對照組只進(jìn)行一次MRI檢測。掃描序列:包括常規(guī)磁共振成像序列的軸位T1WI、T2WI、T2FLAIR及 DTI序列。掃描設(shè)備及參數(shù):采用荷蘭PHILIPS公司的Achieva 3.0TMR磁共振掃描儀，掃描參數(shù):T1WI(TR2000 ms/TE10 ms，反轉(zhuǎn)時間800 ms)T2WI(TR3000 ms/TE80 ms)，T2FLAIR(TR11000ms/TE120 ms，反轉(zhuǎn)時間2800 ms)，激發(fā)次數(shù)(NEX)=1;視野(FOV)均為24 cm×24 cm。DTI序列采用單次激發(fā)自旋回波－平面回波技術(shù)(a singleshot echo－planar－imaging，EPI)，參數(shù)如下:TR1000 ms/TE115 ms，矩陣為128 ×128，視野(FOV)為24 cm×24 cm，層厚2 mm，層距0 mm，體素體積 1.68 mm×1.68 mm×2.70 mm，彌散加權(quán)系數(shù)b=0、b=1000(s·mm－2)，彌散敏感梯度方向為16。DTI的采集時間為224 s。

1.3 DTI成像后處理 掃描完成后，采用DTI分析軟件(DtiStudioV3.0)對DTI原始圖像進(jìn)行圖像后處理分別得到FA、ADC圖及色彩編碼FA圖，參照同層面的T2WI圖，在FA圖和ADC圖上，分別在梗死灶上方的半卵圓中心相當(dāng)于丘腦放射纖維束行程區(qū)域的兩側(cè)對稱部位設(shè)置約70個體素大小的橢圓形的興趣區(qū)(region of interest，ROI)，分別測量平均彌散量(mean diffusivity，MD)和部分各向異性(fractional anisotropy，F(xiàn)A)值兩個參數(shù)。

1.3 神經(jīng)功能評定 ①患者在每次MRI檢查前采用美國國立衛(wèi)生研究院卒中評分(National institute health stroke scale，NIHSS)和Barthel生活指數(shù)(BI)以及自訂的感覺障礙分級標(biāo)準(zhǔn)(sensory disturbance rating，SDR)評定卒中患者神經(jīng)功能缺失和日常生活能力的情況。②感覺障礙分級(sensory disturbance rating，SDR)評分:正常(100分):無感覺障礙;Ⅰ級(75～100分):有輕微的單側(cè)肢體感覺麻木感、痛覺輕度減退，能感知冷熱水的區(qū)別，不影響所有日常工作生活;Ⅱ級(51～75分):有明顯單側(cè)肢體感覺麻木感、痛覺減退，有肢體自發(fā)性疼痛，很難分辨冷熱水的區(qū)別，部分影響其日常工作及生活，但程度尚可忍受;Ⅲ級(26～50分):單側(cè)肢體感覺麻木感、痛覺、觸覺溫度覺明顯減退，肢體自發(fā)性疼痛明顯，有時不能感知冷熱水的區(qū)別，嚴(yán)重影響日常工作生活，程度難以忍受。Ⅳ級(0～25分):痛覺、觸覺及溫度覺消失，有患肢皮膚損傷，伴或不伴肢體自發(fā)性疼痛。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 17.0進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)處理，所得數(shù)據(jù)用±s表示，組間的比較用t檢驗?；颊呓M內(nèi)DTI數(shù)據(jù)及臨床評分應(yīng)用重復(fù)測量方差分析，發(fā)現(xiàn)測量指標(biāo)總體上的差異有統(tǒng)計學(xué)意義后，不同時間點之間的兩兩比較用LSD法。為揭示局灶性丘腦梗死后丘腦皮質(zhì)束繼發(fā)性損害對患者神經(jīng)功能恢復(fù)進(jìn)程的影響，計算DTI數(shù)據(jù)和臨床評分變化百分?jǐn)?shù)［(W12－W1/W1)×100%］，兩者之間的關(guān)系用Spearman相關(guān)分析。檢驗水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 一般資料 本組患者17例，其中男12例，女5例，對照組與患者組性別構(gòu)成相同，患者組年齡(53.6±7.6)歲和對照組年齡(52.4±4.8)歲無統(tǒng)計學(xué)差異。患者均有不同程度感覺障礙，部分患者合并中樞性面、舌癱或肢體偏癱等癥狀。大多數(shù)患者伴有一個或兩個卒中危險因素，其中有高血壓病史4例，高血脂3例，糖尿病3例，同時高血壓、高血脂或糖尿病4例，有2例患者未能發(fā)現(xiàn)明顯的卒中危險因素。

2.2 MRI資料 分析MR圖像可發(fā)現(xiàn)，患者組病灶均位于丘腦，其中9例位于左側(cè)丘腦，8例位于右側(cè)，其中4例可見內(nèi)囊膝部、后肢部分或全部受累。所有患者在梗死灶上方的半卵圓中心相當(dāng)于丘腦放射行程部位，常規(guī)MR圖像上均無異常信號。然而，所有患者的梗死灶同側(cè)上方的半卵圓中心相當(dāng)于丘腦皮質(zhì)束行程部位，在W4、W12時點上FA圖均有信號減弱區(qū)(圖1)。DTI數(shù)據(jù)統(tǒng)計學(xué)分析顯示，對照組半卵圓中心左右兩側(cè)MD和FA值無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)，因此將對照組兩側(cè)的均數(shù)與患者組數(shù)據(jù)作比較，結(jié)果顯示，患者組梗死灶上方的半卵圓中心FA值在第W1、W4和W12內(nèi)各時間點明顯減少(P＜0.05)，重復(fù)測量方差分析結(jié)果顯示，從W1到W12病灶上方半卵圓中心FA值(W1:0.42±0.02，W2:0.38±0.02，W12:0.34±0.03，P＜0.01)隨各個時間點呈逐漸明顯減少趨勢，MD卻無明顯變化(表1)。

2.3 臨床評分 在觀察期間，所有患者神經(jīng)功能均有恢復(fù)，日常生活自理能力改善，感覺障礙部分改善。隨時間變化NIHSS逐漸減少，BI與SDR則逐漸增加(P ＜0.05)。(表2)。

2.4 DTI資料與患者神經(jīng)功能評分變化的百分?jǐn)?shù)之間的相關(guān)關(guān)系 Spearman相關(guān)分析結(jié)果顯示，F(xiàn)A值與NIHSS(r= －0.102，P ＞0.05)、BI(r=0.004，P ＞0.05)均無明顯相關(guān)性，與 SDR呈負(fù)相關(guān)(r=－0.246，P＜0.05)。

圖1 1例左側(cè)丘腦梗死患者的磁共振資料。圖片A為基底節(jié)層面T2成像，左側(cè)丘腦的梗死灶清晰可見(箭頭);圖片B1－3為半卵圓中心水平分別在W1、W4和W12三個檢測時間點的T2成像，圖中未出現(xiàn)明顯的異常信號;圖片C1－3為半卵圓中心水平分別在W1、W4和W12三個檢測時間點的FA成像，圖中可見從C1～3病灶上方相當(dāng)于脊髓丘腦束的位置出現(xiàn)信號減弱區(qū)，而且該減弱的信號隨時間推移逐漸明顯(箭頭所示)。另外，圖中橢圓形虛線圈為興趣區(qū)

表1 DTI數(shù)據(jù)資料(n=17)(FA:×10－3常數(shù);MD:×10－3 mm2 S－1)

表2 患者各時段臨床評分

3 討論

3.1 局灶性丘腦梗死后丘腦放射纖維繼發(fā)性損害局灶性腦梗死會引起與梗死灶相聯(lián)系的神經(jīng)纖維發(fā)生繼發(fā)性損害已經(jīng)被人們所熟悉。腦梗死后，梗死灶近、遠(yuǎn)端錐體束纖維會逐漸發(fā)生破壞，而且在腦梗死患者活體內(nèi)被CT、MRI檢測到。然而，由MRI的彌散成像(diffusion weighted imaging，DWI)發(fā)展起來的 DTI，不僅可以用圖形的形式，而且可以用數(shù)據(jù)的形式對這種繼發(fā)性損害進(jìn)行精確描述，是目前研究患者體內(nèi)腦梗死后遠(yuǎn)隔部位繼發(fā)性損害最敏感的方法，并已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于本領(lǐng)域的研究［5－6］。

大腦頂葉皮質(zhì)與丘腦之間存在由皮質(zhì)發(fā)出下行至丘腦的皮質(zhì)丘腦束，以及由丘腦發(fā)出最后終止于頂葉皮質(zhì)的丘腦放射纖維，因此，皮質(zhì)梗死有可能引起皮質(zhì)丘腦束纖維的繼發(fā)性變性破壞，同時局灶性丘腦梗死其上方的丘腦放射的神經(jīng)纖維也可能發(fā)生繼發(fā)性損害。2005年Herve等［7］應(yīng)用DTI檢測皮質(zhì)梗死后丘腦的彌散變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)病灶同側(cè)丘腦MD逐漸上升，而FA值無明顯變化，提示繼發(fā)于皮質(zhì)丘腦束纖維變性的丘腦神經(jīng)細(xì)胞逐漸壞死。然而，關(guān)于丘腦梗死后丘腦放射纖維的繼發(fā)性損害的研究尚未見報道。本研究發(fā)現(xiàn)，丘腦梗死灶后，同側(cè)半卵圓中心相當(dāng)于丘腦皮質(zhì)束行程區(qū)域在DTI的FA圖上出現(xiàn)信號減弱，ADC圖則未出現(xiàn)明顯異常信號改變，數(shù)據(jù)分析顯示FA值比對照組減低，同時隨時間推移逐漸減少，而MD卻保持相對不變。由于FA值的大小主要反映纖維束的大小、排列方向的一致性以及結(jié)構(gòu)上的完整性［8］，所以研究結(jié)果提示局灶性丘腦梗死可以引起丘腦放射經(jīng)纖維繼發(fā)繼發(fā)性損害，而且這種繼發(fā)性損害是一個動態(tài)發(fā)展的過程，在觀察的時間內(nèi)而逐漸加重。

3.2 丘腦放射纖維繼發(fā)性損害的可能意義 本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在第12周內(nèi)所有患者神經(jīng)功能均有一定程度的恢復(fù)，同時DTI資料顯示局灶性丘腦梗死后病灶上方丘腦放射纖維FA值逐漸減少，提示局灶性丘腦梗死后，在患者神經(jīng)功能恢復(fù)過程，丘腦放射纖維繼發(fā)性損害持續(xù)存在，并逐漸加重。腦梗死后丘腦放射纖維繼發(fā)性損害的病理生理意義更值得關(guān)注。我們既往的研究發(fā)現(xiàn)，腦梗死后，在為期12周的觀察期內(nèi)患者的神經(jīng)功能逐漸恢復(fù)，而梗死灶近、遠(yuǎn)端錐體束纖維的繼發(fā)性損害會逐漸加重，而且會阻礙患者神經(jīng)功能的恢復(fù)［9－10］。眾所周知，丘腦放射的功能是將傳遞外周感覺沖動向大腦皮質(zhì)傳遞，然而，丘腦梗死后其上方的丘腦放射纖維繼發(fā)性損害將對患者感覺功能的恢復(fù)產(chǎn)生什么樣的影響，至今尚未見報道。本研究發(fā)現(xiàn)，在觀察期內(nèi)丘腦放射FA值變化的百分?jǐn)?shù)與患者感覺障礙評分變化的百分?jǐn)?shù)呈負(fù)相關(guān)，提示丘腦放射繼發(fā)性損害的進(jìn)展可能阻礙患者感覺功能的恢復(fù)。

研究對象較少、觀察時間較短，是本實驗的明顯不足之處，積極擴(kuò)大樣本量、延長觀察期的研究，將更有利于揭示丘腦放射纖維繼發(fā)性損害特點及潛在意義。

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The secondary degeneration of the thalam ic radiation fibers after thalamus infarction detected with diffusion tensor im aging.

JIANG Shan，LIANG Zhijian，WANG Jin，QIN Chao，ZHAOWeijia，CHENG Daobin，LIU Jingli，YE Wei，DAIYi.The Departmentof Neurology，the Fist Affiliated Hospital，GuangxiMedical University，Nanning 530021，China.Tel:0771－5325936.

ObjectiveTo investigate the secondary degeneration of the thalamic radiation fibers and its regular pattern after the thalamus infarction using diffusion tensor imaging(DTI).MethodsSeventeen patientswith a recent thalamic infarct underwent DTIand evaluations with the NIH Stroke Scale(NIHSS)and the barthel index(BI)and Sensory disturbance rating(SDR)3 times at the first(W1)，the fourth(W4)and twelfth weeks(W12)after onset of stroke，respectively.Seventeen gender and agematched healthy volunteers underwent DTI once as controls.The DTI parameters of Mean diffusivity(MD)and fractional anisotropy(FA value)weremeasured at the region of interest(ROI)of the thalamic radiation at the centrum semiovale level.ResultsThe FA values of the thalamic radiation at the centrum semiovale level ispilateral to the primary infarction significantly decreased over time from W1 to W12(W1:0.42±0.02，W2:0.38±0.02，W12:0.34±0.03，P＜0.01).However，its MD remained unchanged.The percent changes of FA values of the thalamic radiation at the centrum semiovale level ispilateral to the primary infarction did not correlated with percent changes of NIHSS，and BI(P＞0.05)，but correlated negatively with percent changes of SDR(r= － 0.246，P ＜0.05).ConclusionOur data suggest that focal thalamus infarction may cause the secondary degeneration in the ispilateral thalamic radiation fibers，which further deteriorates over time within observed threemonths and thus hinders sensory recovery.

Cerebral infarction Secondary degeneration Thalamus Diffusion tensor imaging

＊＊廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射科

R743

A

☆國家自然科學(xué)基金項目(編號:30860088);廣西自然科學(xué)基金項目(編號:0832134，0991149);廣西教育廳科研項目(編號:200710LX060);廣西醫(yī)科大學(xué)博士啟動基金(編號:304214)

* 廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科(南寧 530021)

E－mail:lzj200415@126.com)

2010－11－20)

(責(zé)任編輯:李 立)

·論 著·