DTI與MRS成像在一氧化碳中毒遲發(fā)性腦病中的應用研究

1.第二軍醫(yī)大學海軍臨床醫(yī)學院海軍總醫(yī)院高壓氧科

2.第二軍醫(yī)大學海軍臨床醫(yī)學院海軍總醫(yī)院醫(yī)學影像中心(北京 100048)

李銘鑫1 胡慧軍1 鄭奎宏2 潘曉雯1

一氧化碳中毒遲發(fā)性腦病是急性一氧化碳中毒后較為常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥，其表現(xiàn)主要為復發(fā)的意識障礙或意識奪獲、認知和運動障礙等[1]。核磁共振彌散張量成像(Diffusion tensor imaging,DTI)與磁共振波譜成像(Magnetic resonance spectroscopy,MRS)是常用的組織結(jié)構(gòu)影像學檢查，對于腦白質(zhì)組織損傷定量分析具有重要意義[2]。為了解DTI和MRS結(jié)果對DNS預后的診斷價值，隨機選取2013年1月～5月間于我科就診的一氧化碳中毒患者20例進行研究如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2013年1月至5月在我科就診的DNS初發(fā)患者。按照DNS診斷標準：1、有明確的急性一氧化碳中毒昏迷史。2、有明確的假愈期。3、臨床表現(xiàn)以精神癥狀及錐體外系癥狀為主。4、頭顱CT為兩側(cè)大腦半球白質(zhì)及基底節(jié)區(qū)對稱性低密度改變，MRI 為相應區(qū)域等或長T1、長T2信號。同時排除：1、既往有腦血管疾病、腦腫瘤及其他腦部合并癥。2、既往有可導致意識障礙，功能受限的其他系統(tǒng)性疾病。3、不愿入組參加研究，拒絕簽署知情同意書的。根據(jù)以上原則隨機選取20名入組，其中12名男性，8名女性，年齡25～67歲，平均年齡(51.2+11.2)歲。入組患者均為家庭煤氣中毒，具有昏迷史，假愈期平均(16.8±8.6)天。

1.2 治療方法 所有患者均于DNS加重期入院，短期內(nèi)病情表現(xiàn)逐漸加重至最嚴重狀態(tài)。對所有患者應用腦血管活化、神經(jīng)營養(yǎng)藥物，使用高壓氧、康復訓練等綜合恢復性治療，對部分出現(xiàn)持續(xù)肌張力增高或精神嚴重異?；颊邔嵭袑ΠY藥物治療。

1.3 儀器設備和軟件 使用我院核磁共振室GE公司的Signa excite 3.0T磁共振機，應用該公司配套的Advantage workstation工作站，使用GE healthcare工作站圖像后處理軟件進行檢查。

1.4 檢查時間 于DNS病情加重期至最重狀態(tài)時間段以及治療1月后臨床癥狀有所改善時間段進行分別檢測。

1.5 檢查方法 定位燈的垂線和被檢查者的矢狀面平行，水平線平行兩內(nèi)眥連線，以聽眥線為基線。掃描由資深磁共振專業(yè)醫(yī)師專人完成，所有患者前后兩次掃描參數(shù)保持一致。DTI選擇在T2像可顯示基底節(jié)區(qū)平面，于雙側(cè)額葉、顳葉和基底節(jié)區(qū)對稱部位，共取六個1×1cm2區(qū)域，利用軟件計算ADC和FA值。前后兩次檢查選取位置保持一致。MRS感興趣區(qū)選擇位于額葉的白質(zhì)損害區(qū)，體積為1.5×1.5×1.5cm3，避免鄰近骨、腦脊液等組織干擾。前后兩次掃描感興趣區(qū)位置選擇一致。MRS根據(jù)工作站圖像處理軟件計算結(jié)果，記錄NAA、Cho、Cr值。

1.6 臨床功能評分 在核磁檢查同期，前后不超過3天，選擇上午患者清醒時間，在病房對患者進行MMSE智能量表和ADL生活能力量表檢測。ADL量表有患者不能當場配合的，由患者陪護家屬告知患者具體可完成情況。

1.7 統(tǒng)計學處理 用SPSS18.0版本統(tǒng)計軟件包-處理，數(shù)值以均數(shù)標準差形式(X ±s)表示，前后數(shù)據(jù)用配對t檢驗，以P＜0.05為具有顯著性差異。

2 結(jié) 果

病情最重時M M S E平均評分為(3.1±2.3)，治療后為(8.9±4.7)，有明顯差異(P＜0.05)，病情最重時ADL平均評分為(18.0±9.1)，治療后為(26.0±16.3)，有明顯差異(P＜0.05)。DTI選擇觀察表觀彌散系數(shù)(a p p a r e n t diffusion coefficient，ADC)值和各向異性分數(shù)(fractionalanisotropy，F(xiàn)A)值，兩者均無明顯變化(P＞0.05)。MRS選擇觀察N-已酰天門冬氨酸(N-acetyl aspartate,NAA)、膽堿化合物(choline,Cho)、肌酸/磷酸肌酸(creatine,Cr)三項，結(jié)果處理為NAA/Cr、Cho/Cr。NAA/Cr治療后明顯升高(P＜0.05)，Cho/Cr無明顯變化(P＞0.05)。具體結(jié)果見表1、表2、表3(*：P＜0.05)。

表1 治療前后MMES、ADL結(jié)果比較

表2 治療前后DTI結(jié)果比較

表3 治療前后MRS結(jié)果比較

3 討 論

DNS作為一種常見一氧化碳中毒相關(guān)中樞神經(jīng)并發(fā)癥，以其高發(fā)性、難治性成為CO中毒最嚴重并發(fā)癥之一。由于大腦的功能特性使得CO中毒造成的缺氧對其造成的損傷較其它組織更加嚴重[3]，并且由于缺氧導致的腦細胞凋亡、免疫炎性損傷、血管及循環(huán)因素機制、CO/NO信號轉(zhuǎn)導機制等[4-6]，使得腦組織受到繼發(fā)性損傷。DNS多發(fā)生于首次臨床治愈后的幾周假愈期內(nèi)[7]。DNS可造成意識障礙、認知障礙及運動障礙，極易導致患者結(jié)束治療后甚至終生生活不能自理，喪失勞動能力[8]，給患者自身及其家屬造成沉重的經(jīng)濟和精神負擔。但目前對于DNS的研究尚處于初級階段，許多問題尚未厘清[9]。

MMSE和ADL能夠?qū)NS患者的智能水平及行動能力進行客觀準確的評估。DTI通過在三維空間內(nèi)定時定量地分析組織內(nèi)水分子彌散特性，能在活體顯示腦白質(zhì)纖維束的走行、方向、排列、髓鞘等信息，對DNS白質(zhì)損害的評價具有良好的優(yōu)越性[10]。MRS在腦內(nèi)主要可檢測的化合物包括N-已酰天門冬氨酸(N-acetyl aspartate,NAA)、膽堿化合物(choline,Cho)、肌酸/磷酸肌酸(creatine,Cr)、谷氨酸類化合物(glutamate,Glx)、乳酸(lactate,Lac)以及移動脂肪(lipds,Lip)等。NAA由神經(jīng)元的線粒體產(chǎn)生，是神經(jīng)元密度及活力的標志，NAA峰及NAA/Cr比值提示線粒體活力及功能性神經(jīng)元情況。Cho含于神經(jīng)膠質(zhì)細胞中，參與細胞膜的合成和降解，Cho峰及Cho/Cr比值提示神經(jīng)纖維細胞膜合成功能的變化[11]。本研究通過對患者最危重期和治療后兩階段行MMSE和ADL評分及DTI、MRS檢查觀察相關(guān)變化，確定DTI、MRS對于DNS預后的判斷作用。

通過研究，我們發(fā)現(xiàn)通過高壓氧等綜合支持治療后，MMSE和ADL評分均有明顯提高，這說明以高壓氧療為主的綜合療法，對于DNS患者的智能和行動能力恢復有明確作用。

但本研究中DTI結(jié)果前后無明顯差異，提示在DNS患者，癥狀最重的時期和好轉(zhuǎn)期雖然病情發(fā)生變化，但腦白質(zhì)纖維髓鞘損傷并未出現(xiàn)明顯修復。有研究發(fā)現(xiàn)，DNS患者大腦白質(zhì)脫髓鞘、細胞毒性水腫的持續(xù)時間超過3個月，而白質(zhì)纖維功能和結(jié)構(gòu)的恢復至少需要5個月[12]。說明癥狀改善并非因髓鞘損傷修復造成，有其他更深層次的原因。

本研究中，Cho/Cr兩次檢查前后無明顯差異，提示髓鞘修復無明顯增強，與DTI結(jié)果可以互相印證。而NAA/Cr前后出現(xiàn)了明顯差異(P＜0.05)，提示治療后神經(jīng)元功能和活力得到增強，與臨床癥狀功能評分結(jié)果方向一致。據(jù)此可以說明DNS患者癥狀改善的機制并非是髓鞘損傷的再修復，而是神經(jīng)元功能的活性增強。

綜合本研究結(jié)果可知，MRS檢測數(shù)據(jù)中NAA/Cr在治療后明顯升高，以MMES測定的患者認知功能、精神狀況在治療后明顯改善，以Barthel指數(shù)對ADL進行評定的患者行動能力在治療后也明顯改善，因而可以認為NAA/Cr能夠反映患者精神狀況、認知及行動能力的變化，MRS對于DNS預后具有預測價值。在所選取DTI檢測項目ADC值和FA值，MRS檢測項目NAA/Cr、Cho/Cr等四組項目中，僅觀察到NAA/Cr一組數(shù)據(jù)在治療前后有明顯升高，其它幾組均未呈現(xiàn)統(tǒng)計學意義。樊中營等[13]對34例DEACMP患者行MRS檢查，患者波譜數(shù)據(jù)與對照組比較Cho/Cr升高，NAA/Cr降低。DEACMP組與正常對照組NAA/Cr，Cho/Cr差異有統(tǒng)計學意義。這與我們觀察到的結(jié)果相吻合。

盡管本研究還存在諸多不盡人意之處，但綜合本次結(jié)果及結(jié)合國內(nèi)外研究[14-16]，表明我們通過DTI、MRS及MMSE和ADL評分結(jié)合，對DNS進行診斷及預后評估的思路是可行的，也是對于評估DNS病情體系中的核心性研究，因而我們將繼續(xù)不斷完善研究方法及思路，進行更進一步探索和研究。

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