視神經(jīng)脊髓炎腦組織的磁化轉(zhuǎn)移成像研究

何曉非，喻明，聶本剛，周紅雨

(1.遂寧市中心醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，四川 遂寧 629000；2.四川大學(xué)華西醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，四川 成都 610041)

視神經(jīng)脊髓炎腦組織的磁化轉(zhuǎn)移成像研究

何曉非1，喻明1，聶本剛1，周紅雨2

(1.遂寧市中心醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，四川 遂寧 629000；2.四川大學(xué)華西醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，四川 成都 610041)

目的 應(yīng)用磁化轉(zhuǎn)移成像技術(shù)(MTI)研究視神經(jīng)脊髓炎(NMO)患者腦組織早期是否存在隱匿性改變。方法選取2008年8月至2010年10月于四川大學(xué)華西醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科門診及住院就診的27例臨床確診為NMO患者，采用3.0T磁共振技術(shù)進(jìn)行頭部MTI檢查，并對30例年齡性別相匹配的正常自愿者進(jìn)行相同序列的掃描。采用SPM2軟件進(jìn)行全腦分析，分別將急性期與穩(wěn)定期NMO患者全腦灰白質(zhì)MTR值與相對應(yīng)的健康對照組MTR值進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，觀察兩組是否有差異。結(jié)果全腦MTR值比較發(fā)現(xiàn)：急性期NMO患者右側(cè)顳葉內(nèi)側(cè)、右側(cè)基底節(jié)區(qū)、左側(cè)枕葉、右側(cè)胼胝體部位MTR平均值較健康對照組升高，NMO組MTR值分別為(29.87±1.536)、(35.19±1.237)、(34.52±1.071)、(37.85±1.312)，健康對照組MTR值分別為(28.12±2.097)、(34.47±2.198)、(32.54±1.363)、(35.68±2.137)，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。穩(wěn)定期NMO患者左側(cè)枕葉部位MTR平均值較健康對照組升高，NMO組MTR值為(33.63±1.450)，健康對照組MTR值為(31.96±2.004)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。結(jié)論NMO患者大腦灰白質(zhì)可能存在隱匿性損傷，急性期與穩(wěn)定期NMO患者大腦組織隱匿性改變可能存在區(qū)別。

視神經(jīng)脊髓炎；磁共振成像；磁化轉(zhuǎn)移成像；腦白質(zhì)；腦灰質(zhì)

視神經(jīng)脊髓炎(Neuromyelitis optica，NMO)是一種主要累及視神經(jīng)和脊髓的特發(fā)性炎性中樞神經(jīng)系統(tǒng)脫髓鞘疾病，典型特征為病情反復(fù)發(fā)作，早期很少侵犯腦，由Devic首先描述，因此此病又被稱為Devic′s病或者Devic′s綜合征[1-3]。NMO好發(fā)于20～40歲的青年女性，吳衛(wèi)平[4]報(bào)導(dǎo)視神經(jīng)脊髓炎女男比例高達(dá)12.5:1。NMO一般呈急性或亞急性起病，80%～90%的患者呈現(xiàn)反復(fù)發(fā)作病程[5]，常規(guī)NMO患者腦部MRI檢查很少見到異常[6]，因此傳統(tǒng)認(rèn)為NMO腦部可能不受累。然而隨著功能磁共振廣泛應(yīng)用于NMO的研究后，顱內(nèi)常規(guī)MRI檢查看似正常的部位也有可能存在隱匿性的損傷。目前運(yùn)用磁化轉(zhuǎn)移成像技術(shù)(MTI)對NMO腦組織進(jìn)行研究的報(bào)道還很少。磁化傳遞(Magnetization transfer)是一種選擇性的組織信號抑制技術(shù)。通過磁化傳遞技術(shù)還可以間接地乃至半定量地反映組織中的大分子蛋白含量的變化。常用指標(biāo)為磁化傳遞率(MTR)，根據(jù)公式MTR=(Mo-Ms)/Ms× 100%，算出磁化傳遞率(MTR)，其中：Mo為不添加MT射頻脈沖信號時(shí)的信號值，Ms為添加MT射頻脈沖信號時(shí)的信號值。MTR是衡量磁化傳遞效應(yīng)的指標(biāo)，對于評價(jià)組織結(jié)構(gòu)完整性非常敏感且是可以量化的一個指標(biāo)。在中樞神經(jīng)脫髓鞘疾病中，MTR可以反映髓鞘的完整性，MTR減低反映脫髓鞘和軸索的缺失，MTR升高提示髓鞘再生。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2008年8月至2010年10月于四川大學(xué)華西醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科門診及住院就診且符合以下納入及排除標(biāo)準(zhǔn)的27例NMO患者。

1.1.1 納入標(biāo)準(zhǔn) (1)NMO患者符合Wingerchuck等制定的2006年修訂版[9]的診斷標(biāo)準(zhǔn)；(2)年齡18～65歲；(3)EDSS評分小于7分；(4)急性期患者為病情復(fù)發(fā)時(shí)間1個月以內(nèi)且未開始行大劑量激素沖擊治療的患者；穩(wěn)定期患者為急性期使用激素治療并完全停用激素治療后至少2個月的患者或使用免疫抑制劑治療的穩(wěn)定期患者完全停用免疫抑制劑治療后至少2個月的患者。

1.1.2 排除標(biāo)準(zhǔn) (1)常規(guī)MRI發(fā)現(xiàn)顱內(nèi)存在典型的MS病灶的患者，或者常規(guī)MRI發(fā)現(xiàn)顱內(nèi)存在較多病灶無法排除MS診斷的患者；(2)存在其他神經(jīng)系統(tǒng)或嚴(yán)重的精神方面疾病的患者；(3)頭顱MTI掃描過程中因頭部運(yùn)動過大或其他原因而影響MTI圖像質(zhì)量的患者。筆者總共收集34例患者，27例滿足NMO診斷標(biāo)準(zhǔn)，其中7例患者被排除。入組NMO患者總數(shù)27例，其中女性22例，男性5例。急性期做MTI掃描的病例20例，穩(wěn)定期為18例。此外，招募30例年齡、性別、教育程度和病例組相匹配的健康志愿者進(jìn)行MTI掃描作為對照組。所有NMO患者及健康對照組成員均簽署了知情同意書。

1.2 頭顱MR磁化轉(zhuǎn)移成像(MTI)檢查 采用GE3.0(GE EXCITE，Milwaukee，USA)掃描系統(tǒng)采集所有NMO患者頭部的MTI圖像，用8通道頭部線圈接收信號。掃描之前，為防止因頭部移動而影響圖像質(zhì)量的情況發(fā)生，固定患者的頭部并給患者戴上耳塞以降低噪聲干擾。MTI采用單次激發(fā)自旋平面回波序列(Single-shot spin-echo EPI sequence)采集。取50層軸面無間隔，片厚3 mm，以覆蓋全腦。其他掃描參數(shù)：TR=12 000 ms，TE=70.8 ms，NEX=2，F(xiàn)OV=240× 240 mm2，矩陣=128×128。所有研究對象在行MTI檢查前均進(jìn)行常規(guī)頭顱MRI檢查，所采集MRI圖像由一位經(jīng)驗(yàn)豐富的放射科醫(yī)生閱讀，所有納入的患者常規(guī)MRI檢查未發(fā)現(xiàn)任何異常。

1.3 MTI圖像處理 首先對MTI圖像使用統(tǒng)計(jì)參數(shù)圖(SPM2)計(jì)算得到MTR圖像(圖1A)。并對其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理(圖1B)。然后對nMT像進(jìn)行剝除腦外組織，并以此為模板得到剝除腦外組織后的MTR像(圖1C)，最后對MTR進(jìn)行smooth處理，得到sMTR(圖1D)。

圖1 原始MTI圖像處理

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPM2軟件進(jìn)行全腦分析，分別將急性期與穩(wěn)定期NMO患者全腦灰白質(zhì)MTR值與相對應(yīng)的健康對照組MTR值進(jìn)行對比分析，使用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 一般資料比較 27例患者中，發(fā)病年齡18～62歲，平均(37.0±11.37)歲；病程3～120個月，平均(32.7±32.4)個月。EDSS評分1.0～7.0分，平均(3.78± 1.82)分。健康對照組平均年齡為(37.3±10.4歲)，NMO組和健康對照組在年齡、性別構(gòu)成比等方面的差異均無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。NMO組所有患者均行脊髓MRI檢查，主要顯示脊髓長T1、長T2異常信號改變，病變累及脊髓節(jié)段均≥3個椎體節(jié)段。

2.2 腦組織的MTR比較 27例NMO患者頭部共進(jìn)行頭部MTI掃描38次，其中急性期掃描20次，穩(wěn)定期掃描18次。采用SPM2軟件將急性期NMO患者與健康對照組全腦MTR值比較發(fā)現(xiàn)，急性期NMO患者右側(cè)顳葉內(nèi)側(cè)、右側(cè)基底節(jié)區(qū)、左側(cè)枕葉、右側(cè)駢底體部位MTR平均值較健康對照組升高(表1)，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)(見圖2，其中黑色區(qū)域代表有差異且有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的區(qū)域)。采用SPM2軟件將穩(wěn)定期NMO患者與健康對照組全腦MTR值比較發(fā)現(xiàn)，穩(wěn)定期NMO患者左側(cè)枕葉部位MTR平均值較健康對照組升高，其MTR值分別為(33.63±1.450)、(31.96±2.004)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05，t=2.309)(見圖3，其中黑色區(qū)域代表有差異且有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的區(qū)域)。

表1 急性期NMO患者與健康對照組全腦MTR值比較(±s)

表1 急性期NMO患者與健康對照組全腦MTR值比較(±s)

組別急性期NMO組健康對照組t值P值右側(cè)顳葉內(nèi)側(cè)29.87±1.536 28.12±2.097 3.005 0.005右側(cè)基底節(jié)區(qū)35.19±1.237 34.47±2.198 2.407 0.02左側(cè)枕葉34.52±1.071 32.54±1.363 2.684 0.012右側(cè)駢底體37.85±1.312 35.68±2.137 3.248 0.003

圖2 急性期腦組織MTR比較分析圖

圖3 穩(wěn)定期腦組織MTR比較分析圖

3 討 論

NMO患者腦組織是否存在隱匿性損傷，目前尚缺乏病理解剖學(xué)的證據(jù)，He等[7]通過對NMO患者進(jìn)行認(rèn)知功能的研究后發(fā)現(xiàn)NMO患者存在認(rèn)知功能的下降，從側(cè)面說明NMO患者腦組織可能存在隱匿性損傷。隨著功能核磁共振技術(shù)的應(yīng)用，既往研究發(fā)現(xiàn)，常規(guī)MRI顯示正常的NMO大腦組織可能存在隱匿性損傷。目前應(yīng)用于NMO研究最多的fMRI技術(shù)為彌散張量成像(DTI)。Yu等[8]應(yīng)用感興趣區(qū)測量方法發(fā)現(xiàn)與脊髓或視神經(jīng)直接相連的纖維束MD值升高、FA值減低，結(jié)果表明NMO表現(xiàn)正常的腦實(shí)質(zhì)存在隱匿性損傷。然而，應(yīng)用磁化轉(zhuǎn)移成像技術(shù)(MTI)對NMO患者看似正常腦組織進(jìn)行研究的報(bào)道卻很少，目前僅有兩篇研究報(bào)道。Filippi等[9]采用MTI研究了8例NMO患者的腦組織后，發(fā)現(xiàn)其MTR與對照組比較無明顯差異。Rocca等[10]研究了10例NMO患者的腦組織后，發(fā)現(xiàn)腦灰質(zhì)的MTR值降低，而腦白質(zhì)的改變差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。但Filippi等[9]、Rocca等[10]的研究納入病例數(shù)太少，為此本文擴(kuò)大了樣本量，以求得到更準(zhǔn)確的結(jié)果。

本文納入急性期NMO病例20例、穩(wěn)定期病例18例，同時(shí)設(shè)立健康對照組進(jìn)行MTI成像的研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：全腦分析時(shí)，急性期NMO患者與健康對照組MTR值比較出現(xiàn)右側(cè)顳葉內(nèi)側(cè)、右側(cè)基底節(jié)區(qū)、左側(cè)枕葉、右側(cè)駢底體部位MTR平均值較健康對照組升高，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。穩(wěn)定期NMO患者大腦組織MTI成像研究發(fā)現(xiàn)左側(cè)枕葉皮質(zhì)出現(xiàn)了MTR平均值較健康對照組升高，其余部位未發(fā)現(xiàn)有意義的改變。與Filippi等[9]研究結(jié)果不同，本文的研究結(jié)果與Rocca等[10]研究結(jié)果一致，均發(fā)現(xiàn)NMO患者腦組織可能存在隱匿性損傷。但與Rocca等[10]研究結(jié)果不同的是，本文的研究結(jié)果提示NMO患者大腦白質(zhì)也可能存在隱匿性損害。相比Filipp等[9]與Rocca等[10]的研究，本文擴(kuò)大了樣本量，且分別進(jìn)行了急性期和穩(wěn)定期NMO患者腦組織MTI的成像研究，結(jié)果更具說服力。

NMO患者大腦灰白質(zhì)可能存在隱匿性損傷，磁化轉(zhuǎn)移成像可以定量反映出這種隱匿性的改變。NMO患者急性期與穩(wěn)定期大腦組織隱匿性改變可能存在區(qū)別。

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Study on magnetization transfer imaging of brain tissue in neuromyelitis optica.

HE Xiao-fei1,YU Ming1,NIE Ben-gang1,ZHOU Hong-yu2.1.Department of Neurology,Suining Central Hospital,Suining 629000,Sichuan,CHINA;2. Department of Neurology,West China Hospital of Sichuan University,Chengdu 610041,Sichuan,CHINA

Objective To investigate whether dormant change of brain exists in patients with neuromyelitis optica(NMO)using magnetization transfer imaging(MTI).MethodsThe clinical data of twenty-seven NMO patients were collected from Department of Neurology in West China Hospital of Sichuan University from August 2008 to October 2010(the NMO group).MTI scans using a 3.0T MRI scanner were performed.Thirty age-and sex-matched healthy control subjects(the control group)were recruited and underwent MTI scan with the same protocol as patients.The whole brain analysis was completed and MT ratio of the whole brain white matter and grey matter in acute and stable NMO patients was calculated through SPM2 software.We respectively compared MT ratio of the whole brain in NMO patients in the acute and stable phase with MT ratio of the whole brain in healthy people.ResultsCompared with control subjects,acute NMO patients had a higher MT ratio in right temporal lobe inside,right basal ganglia,left occipital lobe and right bridging the body through the whole brain analysis[(29.87±1.536)vs(28.12±2.097),(35.19±1.237)vs (34.47±2.198),(34.52±1.071)vs(32.54±1.363),(37.85±1.312)vs(35.68±2.137),respectively]with statistically significant differences(P＜0.05).Stable NMO patients had a higher MT ratio in left occipital lobe compared with control subjects through the whole brain analysis[(33.63±1.450)vs(31.96±2.004)],and the difference was statistically significant (P＜0.05).ConclusionThere may be some dormant damage which could be found by MTI in brain white and grey matter.Dormant change in brain may be different between acute NMO patients and stable ones.

Neuromyelitis optica;Magnetic resonance imaging;Magnetization transfer imaging;Brain white matter;Brain grey matter

R744.3

A

1003—6350（2016）06—0942—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2016.06.029

2015-09-09)

周紅雨。E-mail:hyzhou98@yahoo.com