磁共振彌散張量成像評價腦梗死視輻射損傷的研究①

陸強彬，朱祖福，姜岐濤，沈麗萍，張慧萍

·臨床研究·

磁共振彌散張量成像評價腦梗死視輻射損傷的研究①

陸強彬1a，朱祖福1a，姜岐濤1b，沈麗萍1c，張慧萍1a

目的探討磁共振彌散張量成像技術（DTI）評價腦梗死視輻射損傷的價值。方法2014年9月～2015年9月，21例單側腦梗死伴視野缺損患者行DTI檢查，測量患側及健側視輻射不同時期各向異性分數(shù)（FA）及表觀擴散系數(shù)（ADC），同期測量雙眼視野平均缺損（MD），分析FA、ADC與MD的相關性。結果發(fā)病后24 h內(nèi)（t=2.38，P＜0.05）、第1周（t=15.60，P＜0.01）、第4周（t=19.13，P＜0.01）時患側FA均低于健側；24 h內(nèi)（t=10.13，P＜0.01）及第1周（t=6.06，P＜0.01）患側ADC明顯低于健側?；紓鹊?周（r=0.581，P＜0.01）、第4周（r=0.703，P＜0.01）FA與同期MD呈正相關；患側24 h內(nèi)ADC與同期MD呈正相關（r=0.519，P＜0.05）。患側第1周（r= 0.525，P＜0.05）、第4周（r=0.762，P＜0.01）FA與6個月時MD均呈正相關。結論DTI可用于評價腦梗死后視輻射損傷。

腦梗死；視輻射；彌散張量成像；視野缺損；各向異性分數(shù)；表觀彌散系數(shù)

［本文著錄格式］陸強彬，朱祖福，姜岐濤，等.磁共振彌散張量成像評價腦梗死視輻射損傷的研究［J］.中國康復理論與實踐，2016，22（7）:818-820.

CITED AS:Lu QB，Zhu ZF，Jiang QT，et al.Evaluation for injury in optic radiation after ischemic stroke with diffusion tensor imaging［J］.Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian，2016，22（7）:818-820.

腦梗死是常見的腦血管病變，具有高發(fā)病率、高致殘率、高死亡率等特點，嚴重危害人類的健康與生活質量。腦梗死后約有8%～29%的患者出現(xiàn)不同程度的視野缺損［1］。腦梗死患者早期損傷程度的評價及預后評估一直是醫(yī)患雙方密切關注的問題，磁共振彌散張量成像技術（diffusion tensor imaging，DTI）的發(fā)展為此提供了重要的影像學參考。

1資料與方法

1.1一般資料

選取本院2014年9月～2015年9月住院的伴視野缺損的腦梗死患者21例，符合《中國急性缺血性腦卒中診治指南2010》腦梗死診斷標準［2］。其中男性12例，女性9例；年齡43～83歲，平均（63.09±13.02）歲。

入選標準：①發(fā)病24 h以內(nèi)；②首次癥狀性腦梗死，其癥狀、體征及MRI符合單側腦梗死，梗死區(qū)域累及視輻射區(qū)；③視野檢查存在視野缺損；④意識清，生命體征平穩(wěn)；⑤無其他顱內(nèi)病變、眼科病變及嚴重基礎疾病，愿意配合完成全部實驗過程。

本研究經(jīng)本院醫(yī)學研究倫理委員會批準。所有研究對象均簽署知情同意書。

1.2方法

1.2.1數(shù)據(jù)采集

所有受試者均由高年資放射科專業(yè)醫(yī)師完成DTI檢查，檢查時間分別為發(fā)病后24 h內(nèi)、第1周及第4周。采用荷蘭Philips Achieva 3.0 T超導磁共振儀，先行常規(guī)MRI掃描。DTI采用單次激發(fā)自旋回波序列（SE-EPI），掃描參數(shù)：TR/TE 8000/83 ms，翻轉角度90°，F(xiàn)OV 224×224 mm，矩陣112×112，層厚2 mm，間距0 mm，激勵次數(shù)2，擴散敏感梯度方向32，b值800 s/mm2，掃描范圍覆蓋全腦。

1.2.2數(shù)據(jù)處理

掃描獲得的數(shù)據(jù)傳至工作站，采用Philips自帶的DTI后處理軟件對原始數(shù)據(jù)進行處理，生成表觀彌散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）圖及各向異性分數(shù)（fractional anisotropy，F(xiàn)A）圖。感興趣區(qū)（region of interest，ROI）選擇側腦室三角層面視輻射面積最大處，面積80～120 mm2；進一步選擇5處單點ROI，測量病灶側及對側鏡像區(qū)FA及ADC，測量3次，取平均值。

1.2.3視野檢測

患者發(fā)病24 h內(nèi)、第1周、第4周及6個月時，采用Synemed EP-930自動視野計30°-2程序，由專業(yè)眼科醫(yī)師檢測雙眼視野平均缺損（mean defect，MD）。

1.3統(tǒng)計學分析

2結果

24 h內(nèi)及第1周、第4周時，患側FA均低于健側（P＜0.05）；24 h內(nèi)及第1周時，患側ADC明顯低于健側（P＜0.01），第4周時患側與健側ADC無顯著性差異（P＞0.05）。見表1、表2。

表1　患者各時間點兩側FA比較

表2　患者各時間點兩側ADC比較

患側第1周、第4周FA與同期MD均呈正相關（r= 0.581，P＜0.01；r=0.703，P＜0.01）。患側24 h內(nèi)ADC與同期MD呈正相關（r=0.519，P＜0.05）。患側24 h內(nèi)FA與同期MD，第1周、第4周時患側ADC與同期MD均無相關性（P＞0.05）。

20例患者6個月時完成視野檢測；1例再發(fā)腦梗死脫落?；紓鹊?周、第4周FA與6個月MD均呈正相關（r=0.525，P＜0.05；r=0.762，P＜0.01）；患側24 h內(nèi)FA及各時期ADC值與6個月時MD均無相關性（P＞0.05）。

3討論

視野缺損是腦梗死常見的癥狀之一，顳枕葉梗死時可通過影響視覺通路而引起典型的視野缺損，表現(xiàn)為雙眼一致的同側偏盲。視野MD是Synemed EP-930自動視野計常用的視野指數(shù)，通過計算每個實測光敏度的分值與該部位正常值之間差值的平均值，反映視功能損害的程度。由于視野缺損缺乏特效的康復手段，此類患者的病情及預后評估一直是臨床醫(yī)師和患者共同關注的問題。

常規(guī)MRI無法對神經(jīng)纖維軸突的損傷范圍和程度進行定量分析。DTI對神經(jīng)細胞的損傷比傳統(tǒng)MRI更敏感［3-4］，對視神經(jīng)和視輻射的評估具有明顯優(yōu)勢［5-6］。

DTI是在彌散加權成像（diffusion weighted imaging，DWI）基礎上發(fā)展起來的基于組織中水分子布朗運動的一種無創(chuàng)性功能磁共振成像新技術，可通過特征性指標對水分子的微觀運動進行量化，從而反映神經(jīng)纖維微觀結構，探索腦組織間的網(wǎng)絡連接［7］。DTI最常用的觀測指標為FA和ADC。FA代表主要彌散方向，F(xiàn)A越高，表示組織各向異性越強、神經(jīng)傳導功能越好［8］，軸索完整性越好。ADC則可宏觀反映水分子的擴散能力，值越小表示水分子的擴散運動能力越弱。當顱內(nèi)出現(xiàn)腦水腫時，可使局部腦組織水分子彌散能力發(fā)生改變［9］。

本研究顯示，患側FA較健側降低，與既往對其他部位腦梗死的DTI研究結果類似［10-11］。一般認為，腦梗死核心區(qū)周圍會形成缺血半暗帶（ischemic penumbra，IP），一般維持3～48 h，大部分在6 h以內(nèi)。此區(qū)腦組織處于膜衰竭與電衰竭之間，具有可逆性及可變性，既可能恢復正常，也可能進展為腦梗死。隨著缺血時間延長，該區(qū)腦細胞逐漸出現(xiàn)Wallerian變性［12］并壞死，神經(jīng)傳導功能持續(xù)下降，F(xiàn)A迅速降低。隨著缺血半暗帶區(qū)腦組織的病理改變趨于穩(wěn)定，F(xiàn)A的下降趨勢也逐步穩(wěn)定。

不同學者對腦梗死后ADC的觀察結果不盡相同，可能與各研究觀測時間點不同有關。本研究顯示，視輻射區(qū)梗死后ADC呈現(xiàn)先降低后升高的特點，推測可能與梗死區(qū)腦組織由細胞毒性水腫向血管源性水腫的轉化過程［13］有關。在梗死急性期，腦細胞缺血缺氧直接抑制細胞膜上Na+-K+-ATP酶活性，細胞外水減少，水分子擴散能力減弱，ADC值減低；之后，隨著腦細胞的逐步凋亡，血腦屏障遭到破壞，開始出現(xiàn)血管源性水腫，細胞外間隙擴大，ADC增加。

既往研究表明，DTI與腦梗死患者運動功能預后相關［14-15］。本研究顯示，隨著病程進展，F(xiàn)A與同期MD的相關性越來越強，而24 h內(nèi)FA與MD的相關性不明顯。FA可反映神經(jīng)的傳導功能，在視覺通路中則可反映患者的視覺傳導，因而其與視野缺損程度顯著相關。24 h內(nèi)相關性不明顯可能與樣本量較少及變異較大有關。本研究顯示，第1周、第4周時FA與遠期MD均呈正相關，而24 h內(nèi)FA與遠期MD無相關性?？赡芘c超早期IP區(qū)的不同轉歸有關。

ADC與視野缺損的相關性則以24 h內(nèi)最為明顯，后期逐漸減弱，且與遠期預后無關。ADC代表的是水分子的擴散能力，與視野缺損相關性不明顯。

本研究顯示，DTI可用于評估腦梗死視輻射損傷的程度及評估預后，為此類患者提供更豐富的影像學評價指標。

本研究雖然采用了多點觀測的方法，但鑒于腦梗死后迅速發(fā)生一系列病理改變，本研究仍不能全面反映這一動態(tài)變化過程，將在后續(xù)研究中進一步完善。

［1］Townend BS，Sturm JW，Petsoglou C，et al.Perimetric homonymous visual field loss post-stroke［J］.J Clin Neurosci，2007，14 （8）:754-756.

［2］中華醫(yī)學會神經(jīng)病學分會腦血管病學組急性缺血性腦卒中診治指南撰寫組.中國急性缺血性腦卒中診治指南2010［J］.中華神經(jīng)科雜志，2010，43（2）:146-152.

［3］Philip NP，Singla SC，Chakravarti R，et al.A comparative study of conventional MRI with diffusion weighted imaging in the evaluation of acute cerebral ischaemia［J］.J Indian Med Assoc，2013，111（10）:678-681.

［4］侯小林，李定君，熊震，等.DTI在腦梗死后視輻射損傷中的應用研究［J］.中風與神經(jīng)疾病雜志，2014，31（11）:1012-1015.

［5］Zhang QJ，Wang D，Bai ZL，et al.Diffusion tensor imaging of optic nerve and optic radiation in primary chronic angle-closure glaucoma using 3T magnetic resonance imaging［J］.Int J Ophthalmol，2015，8（5）:975-979.

［6］Piper RJ，Yoong MM，Kandasamy J，et al.Application of diffusion tensor imaging and tractography of the optic radiation in anterior temporal lobe resection for epilepsy:a systematic review［J］.Clin Neurol Neurosurg，2014，124（1）:59-65.

［7］Lee MH，Shin YI，Lee SH，et al.Diffusion tensor imaging to determine the potential motor network connectivity between the involved and noninvolved hemispheres in stroke［J］. Biomed Mater Eng，2015，26（1）:1447-1453.

［8］龐冉，趙晶，張允嶺，等.基于腦白質疏松的血管源性輕度認知障礙DTI研究［J］.實用放射學雜志，2014，13（7）:1071-1074.

［9］王紅，馬景旭，賈文霄，等.MR彌散張量成像在顱內(nèi)腫瘤病變中的應用［J］.中國醫(yī)學計算機成像雜志，2011，17（4）: 299-303.

［10］Nael K，Trouard TP，Lafleur SR，et al.White matter ischemic changes in hyperacute ischemic stroke:voxel-based analysis using diffusion tensor imaging and MR perfusion［J］.Stroke，2015，46（2）:413-418.

［11］Nunnari D，Bonanno L，Bramanti P，et al.Diffusion tensor imaging and neuropsychologic assessment in aphasic stroke［J］.J Stroke Cerebrovasc Dis，2014，23（10）:477-478.

［12］Xie R，F(xiàn)ang M，Zhou L，et al.Diffusion tensor imaging detects Wallerian degeneration of the corticospinal tract early after cerebral infarction［J］.Neural Regen Res，2012，7（12）: 900-905.

［13］張升華，姜興岳，馬德晶，等.DTI參數(shù)DCavg值在缺血性腦梗死不同臨床時期的變化特點［J］.臨床放射學雜志，2012，31 （7）:930-933.

［14］王旭，劉斌，楊明，等.擴散張量成像與急性腦干缺血性卒中患者運動功能預后的相關性［J］.中國醫(yī)學影像學雜志，2015，23（4）:255-259.

［15］Yu C，Qin W，Li K，et al.A longitudinal diffusion tensor imaging study on Wallerian degeneration of corticospinal tract after motor pathway stroke［J］.Neuroimage，2009，47（2）:451-458.

Evaluation for Injury in Optic Radiation after Ischemic Stroke with Diffusion Tensor Imaging

LU Qiang-bin1a，ZHU Zu-fu1a，JIANG Qi-tao1b，SHEN Li-ping1c，ZHANG Hui-ping1a
1.a.Department of Neurology；b.Department of Imaging；c.Department of Ophthalmology，Jiangyin Hospital Affiliated to Southeast University Medical College，Jiangyin，Jiangsu 214400，China
Correspondence to ZHANG Hui-ping.E-mail:1048791062@qq.com

Objective To evaluate the injury of optic radiation after ischemic stroke with diffusion tensor imaging（DTI）.Methods From September，2014 to September，2015，twenty-one ischemic stroke inpatients with visual field defects were tested with DTI，and measured the fractional anisotropy（FA）and apparent diffusion coefficient（ADC）of both sides in different time.The correlation of FA and ADC to visual field mean defect（MD）in the same time was analyzed.Results The FA of affected sides was lower than that of healthy sides twenty-four hours（t=2.38，P＜0.05），one week（t=15.60，P＜0.01）and four weeks（t=19.13，P＜0.01）after stroke，and the ADC was also lower twenty-four hours（t=10.13，P＜0.01）and one week（t=6.06，P＜0.01）after stroke.The FA correlated with MD one（r=0.581，P＜0.01）and four weeks（r= 0.703，P＜0.01）after stroke，and the ADC correlated with MD twenty-four hours after stroke（r=0.519，P＜0.05）.The FA of one（r=0.525，P＜0.05）and four weeks（r=0.762，P＜0.01）after stroke correlated with MD six months after stroke.Conclusion DTI can be used to evaluate the injury of optic radiation after ischemic stroke.

ischemic stroke；optic radiation；diffusion tensor imaging；visual field defects；fractional anisotropy；apparent diffusion coefficient

10.3969/j.issn.1006-9771.2016.07.017

R743.32

A

1006-9771（2016）07-0818-03

江陰市科技局項目（No.201425-7-1）。

1.東南大學醫(yī)學院附屬江陰醫(yī)院，a.神經(jīng)內(nèi)科；b.影像科；c.眼科，江蘇江陰市214400。作者簡介：陸強彬（1983-），男，漢族，江蘇溧陽市人，碩士，主治醫(yī)師，主要研究方向：腦血管病。通訊作者：張慧萍（1973-），女，漢族，河北黃驊市人，碩士，副主任醫(yī)師，主要研究方向：腦血管病、頭痛。E-mail:1048791062@qq.com。

2016-04-13

2016-04-26）