磁共振擴散張量成像在原發(fā)性側(cè)索硬化中的應用價值

(海南省人民醫(yī)院，海口 570311)

原發(fā)性側(cè)索硬化(PLS)是一種選擇性侵犯上運動神經(jīng)元(UMN)的慢性進行性疾病，是運動神經(jīng)元疾病(MND)中的少見類型，國內(nèi)少見其臨床及影像學改變的報道。隨著神經(jīng)影像技術(shù)發(fā)展，采用磁共振擴散張量成像(DTI)評價MND患者的UMN損害越來越受到重視。本研究應用DTI對PLS患者的UMN病變進行定量檢測，并與肌萎縮側(cè)索硬化(ALS)患者及健康者進行比較，以探討DTI在PLS中的應用價值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2004年1月～2010年12月就診于我院神經(jīng)科的MND患者16例(MND組)，男9例、女7例，年齡33～73(52.1 ±10.0)歲，病程 7～38(16.62 ±7.55)個月。參照 ALS 診斷標準［1，2］，診斷為ALS 12例(ALS組)，ALS變異型 PLS 4例(PLS組)。另選同期體檢健康者15例作為對照組，其性別、年齡與MND組有可比性。

1.2 方法 受檢者均簽署知情同意書，然后行顱腦常規(guī)MR和DTI掃描。

1.2.1 MR 掃描 采用 GE Signa Twin Speed 1.5 T超導MR成像系統(tǒng)進行掃描:①常規(guī)MR技術(shù):采用橫軸面液體衰減反轉(zhuǎn)恢復序列T1WI，以及橫軸面快速恢復快速自旋回波序列T2WI。②DTI技術(shù):采用橫軸面掃描、單次激發(fā)自旋回波—回波平面成像序列，TR 6 000 ms，TE 69.9 ms，擴散敏感系數(shù) 1 000 s/mm2，擴散敏感梯度方向25，矩陣128×128，視野26 mm×26 mm，激勵次數(shù)1次。DTI序列掃描時間168 s。橫軸面掃描層厚5 mm，間隔0 mm。

1.2.2 MR圖像及DTI評價方法 ①觀察常規(guī)MR顯示的錐體束走行區(qū)信號特點。②將采集的原始數(shù)據(jù)傳送到Sun ADW 4.2P工作站，用Functool軟件構(gòu)建平均擴散系數(shù)(ADC)圖和各向異性分數(shù)(FA)圖。在受檢者錐體束走行區(qū)選擇中央前回皮層下白質(zhì)、半卵圓中心、側(cè)腦室周圍白質(zhì)、內(nèi)囊后肢、大腦腳5個感興趣區(qū)(ROI)，面積為20 mm×30 mm，測量雙側(cè) ROI的 FA、ADC。

1.2.3 統(tǒng)計學方法 應用 SPSS11.5統(tǒng)計軟件，計量數(shù)據(jù)用±s表示，兩組均數(shù)比較用t檢驗或秩和檢驗。P≤0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 常規(guī)MR比較 PLS組見雙側(cè)大腦腳、內(nèi)囊后肢及側(cè)腦室周圍白質(zhì)沿錐體束廣泛分布的T2WI高信號2例，雙側(cè)內(nèi)囊后肢后3/4處局限性T1WI略低信號及T2WI高信號2例(高于皮層信號)。ALS組均見雙側(cè)內(nèi)囊后肢后3/4處局限性T1WI略低信號及T2WI略高信號(高于皮層信號)。對照組15例均見雙側(cè)內(nèi)囊后肢后3/4處呈局限性T1WI略低信號及T2WI略高信號。

2.2 DTI比較 各組ROI的FA、ADC比較見表1。

3 討論

PLS是無下運動神經(jīng)元(LMN)受累的UMN疾病，多數(shù)學者認為，PLS最終多發(fā)展為ALS，但在臨床和病理上二者存在差異。Gordon等［3］對29例PLS患者的預后進行了研究，其中因肌電圖(EMG)出現(xiàn)失神經(jīng)表現(xiàn)(平均3.17年)或查獲LMN損害體征(平均3.67年)而診斷為有明顯UMN體征的ALS 13例(UMN-D ALS組);有 UMN損害體征、EMG正常(平均8.7年)而診斷為單純 PLS 16例(PLS組);另10例初診時符合ALS診斷者作為對照組。各組改良ALS功能評分顯示，UMN-D ALS組、對照組ALSFRS-R均低于PLS組;PLS組、UMND ALS組存活時間均較對照組長。據(jù)此，Gordon等［3］將PLS癥狀初發(fā)后4年只有UMN損害體征的患者診斷為單純PLS，后者是運動功能較高的一種慢性進展性綜合征。UMN-D ALS因主要表現(xiàn)為UMN損害體征和較少的LMN損害體征而得名，該病患者的殘疾程度與ALS相當，但其疾病進展較慢。病理研究表明，ALS的主要病理變化為脊髓前角細胞、腦干運動神經(jīng)核細胞、運動皮層細胞及錐體束變性，運動系統(tǒng)以外的部分如額前區(qū)皮質(zhì)、視覺相關(guān)皮質(zhì)、顳葉等部位不同程度受累;鏡下可見皮層運動區(qū)第5層錐體細胞減少，伴膠質(zhì)增生活躍，殘存Betz細胞皺縮、樹突變性［4］，錐體束變性導致髓鞘蒼白(內(nèi)囊后肢尤為明顯);而單純PLS不出現(xiàn)脊髓前角變化。

表1 各組ROI的FA、ADC比較(±s)

表1 各組ROI的FA、ADC比較(±s)

注:與對照組比較，*P ＜0.05，＊＊P ＜0.01

ROI PLS組(n=4) ALS組(n=12) 對照組(n=15)FA中央前回皮層下白質(zhì) 0.463 ±0.019 0.466 ±0.017 0.481 ±0.021半卵圓中心 0.487 ±0.025 0.501 ±0.020 0.511 ±0.027側(cè)腦室周圍白質(zhì) 0.561 ±0.023 0.564 ±0.021 0.577 ±0.032內(nèi)囊后肢 0.629 ±0.021* 0.636 ±0.022＊＊0.656 ±0.018大腦腳 0.593 ±0.026 0.591 ±0.032 0.598 ±0.041 ADC(e10mm2/s)中央前回皮層下白質(zhì) 7.19 ±0.21 7.27 ±0.28 7.11 ±0.26半卵圓中心 7.48 ±0.25 7.53 ±0.22 7.39 ±0.24側(cè)腦室周圍白質(zhì) 7.49 ±0.28 7.46 ±0.33 7.32 ±0.25內(nèi)囊后肢 7.51 ±0.25＊＊ 7.47 ±0.23* 7.25 ±0.22大腦腳8.40 ±0.26 8.55 ±0.20 8.41 ±0.31

研究顯示，ALS的常規(guī)MR表現(xiàn)為中央前回運動區(qū)沿腦回走行的低信號，認為其與鐵沉積有關(guān);由于錐體束變性，故在其走行區(qū)T2WI出現(xiàn)高信號;皮層運動神經(jīng)元減少可致中央前回萎縮和中央溝擴大。值得注意的是，正常人也可出現(xiàn)內(nèi)囊后肢高信號，但該信號只有高于皮層信號時才有診斷價值。本研究顯示，PLS組出現(xiàn)沿錐體束廣泛分布的T2WI高信號2例，雙側(cè)內(nèi)囊后肢后3/4處呈局限性T2WI高信號(高于皮層信號)2例，其信號特點是否提示PLS患者UMN損害程度更重，其內(nèi)在關(guān)系有待進一步研究;對照組和ALS組未見類似影像學表現(xiàn)。

DTI是利用水分子的擴散運動，通過施加擴散敏感梯度脈沖，從三維空間多方向反映水分子擴散變化的成像方法，可無創(chuàng)顯示活體白質(zhì)［5］。FA是最常用定量分析各向異性的參數(shù)，ADC是反映水分子擴散速度和范圍的指標;各種病變累及白質(zhì)束軸索或(和)髓鞘時，受累區(qū)域的FA降低，ADC升高。許多研究［6，7］將 DTI用于 ALS 的 UMN 評價，ROI多選在沿錐體束走行區(qū)域。多數(shù)報道發(fā)現(xiàn)，ALS患者FA降低，ADC升高，尤其是內(nèi)囊后肢;這是因為內(nèi)囊后肢后3/4是錐體束下行纖維密集處，正常人該區(qū)域水分子有較高的各向異性［6］，錐體束變性時FA降低，ADC升高。

本研究發(fā)現(xiàn)，在內(nèi)囊后肢水平，ALS組FA明顯低于對照組，ADC明顯高于對照組(無FA降低明顯)，這可能與膠質(zhì)細胞增生導致ADC假性正常有關(guān)。因此，我們認為DTI可為MND的診斷提供有價值的信息，但無法對其亞型進行鑒別，更不能作為其早期診斷指標。

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［3］Gordon PH，Cheng B，Katz IB，et al.The natural history of primary lateral sclerosis［J］.Neurology，2006，66(5):647-653.

［4］Takahashi T，Yagishita S，Amano N，et al.Amyotrophic lateral sclerosis with numerous axonal spheroids in the corticospinal tract and massive degeneration of the cortex［J］.Acta Neuropathol，1997，94(3):294-299.

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［7］Hong YH，Lee KW，Sung JJ，et al.Diffusion tensor MRI as a diagnostic tool of upper motor neuron involvement in amyotrophic lateral sclerosis［J］.J Neurol Sci，2004，227(1):73-78.