多模態(tài)成像在交叉性小腦神經(jīng)機(jī)能聯(lián)系不能中的應(yīng)用進(jìn)展*

靳雨 綜述 郭志偉 母其文 審校

(南充市中心醫(yī)院 CT/MRI室，四川 南充 637000)

交叉性小腦機(jī)能聯(lián)系不能(crossed cerebellar diaschisis, CCD)又稱交叉性小腦失聯(lián)絡(luò)，這一概念由1980年Baron等[1]提出,其采用正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像(positron emission tomography, PET)技術(shù)的研究率先報(bào)道了幕上腦梗死的患者對(duì)側(cè)小腦半球血流量及代謝率降低，提出了交叉性小腦代謝抑制，并提出中樞神經(jīng)系統(tǒng)多種疾病如腦梗死、腦出血、腦外傷、腦腫瘤等均可誘發(fā)CCD，其中缺血性腦梗死后CCD現(xiàn)象發(fā)生率最高[2-3]。CCD現(xiàn)象出現(xiàn)常常提示預(yù)后較差；因此，正確認(rèn)識(shí)這一現(xiàn)象對(duì)指導(dǎo)臨床用藥、功能恢復(fù)有重要作用[4]。CCD的發(fā)生機(jī)制并不明確，可能是血流動(dòng)力學(xué)改變、神經(jīng)通路抑制、遲發(fā)性神經(jīng)元死亡等[5-6]。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，CCD是由于皮質(zhì)-腦橋-小腦通路(cortico-ponto-cerebellar pathway, CPC)阻斷所致[7-8]，CPC通路的抑制是CCD產(chǎn)生的解剖基礎(chǔ)。各種造成此通路中斷的腦損傷均可導(dǎo)致對(duì)側(cè)小腦出現(xiàn)功能抑制，進(jìn)而產(chǎn)生血流及功能代謝的改變。既往學(xué)者關(guān)于CCD的研究多使用單光子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像(single photon emission computed tomography，SPECT)或PET來探測對(duì)側(cè)小腦血流量和代謝改變[10-12]，但由于其價(jià)格昂貴、輻射量大、檢查時(shí)間長、空間分辨率不高等原因，臨床應(yīng)用有限，使得CCD的報(bào)道率大大減少。隨著近年來影像學(xué)的不斷發(fā)展，人們對(duì)CCD有了更加全面的認(rèn)識(shí)?，F(xiàn)對(duì)CCD的多模態(tài)成像予以綜述。

1 腦灌注技術(shù)在CCD診斷中的應(yīng)用

灌注是指單位時(shí)間內(nèi)通過一定組織的血容量，其定量單位為每分鐘100g組織有多少毫升血液。灌注既是組織的重要生理特征，又能反應(yīng)病變血管的特征。

1.1 灌注加權(quán)成像(Perfusion-weighted imaging, PWI) PWI是一種無創(chuàng)性提供腦組織微循環(huán)灌注狀況的檢查技術(shù)，近年來，PWI以其綠色環(huán)保、無放射性損傷、組織分辨率高等優(yōu)點(diǎn)得到了較快的發(fā)展，已成為臨床評(píng)價(jià)灌注的主要技術(shù)。根據(jù)成像原理，MRI PWI分為動(dòng)態(tài)磁敏感對(duì)比增強(qiáng)(dynamic susceptibility contrast, DSC)和動(dòng)脈自旋標(biāo)記(arterial spin labeling, ASL)。PWI主要通過測量小腦半球血流量(cerebral blood flow, CBF)、血容量(relative cerebral blood volume, CBV)、平均通過時(shí)間(mean transit time, MTT)及達(dá)峰時(shí)間(time to peak, TTP)的變化分析是否存在幕上腦損傷后對(duì)側(cè)小腦半球腦血流的降低，以此評(píng)估CCD的存在。

PWI檢測腦梗塞后CCD現(xiàn)象國內(nèi)外均有報(bào)道。CCD現(xiàn)象在PWI成像中表現(xiàn)為對(duì)側(cè)小腦半球達(dá)峰時(shí)間延長及血流量下降[13]。Lin等[14]通過1.5T MRI DSC-PWI對(duì)301例急性期腦梗死患者進(jìn)行回顧性分析，發(fā)現(xiàn)有47例患者對(duì)側(cè)小腦半球TTP明顯延長，定量分析發(fā)現(xiàn)病灶對(duì)側(cè)小腦半球rCBF值顯著下降約(22.75±10.94)%。Chen 等[15]納入46例亞急性期幕上腦梗塞患者行ASL檢查，發(fā)現(xiàn)有24例存在CCD現(xiàn)象，平均檢出時(shí)間為腦梗塞后(11.75±4.52)天。同樣，國內(nèi)學(xué)者王琳琳等[16]通過DSC-PWI技術(shù)研究38例幕上急性期腦梗死患者對(duì)側(cè)小腦灌注改變情況，發(fā)現(xiàn)16例(42%)患者rTTP延長，較健側(cè)延長約(133.28±70.25)%，rCBF、rCBV較健側(cè)減低。

幕上腦損傷后遠(yuǎn)隔小腦出現(xiàn)CCD現(xiàn)象與病程長短、病灶體積、部位及病灶所累及低灌注范圍的相關(guān)性目前還不甚清楚。林亞南等[17]通過DSC-PWI探測急性幕上腦梗塞的DWI病變體積與對(duì)側(cè)小腦血流量改變關(guān)系，發(fā)現(xiàn)CCD陽性的患者較CCD陰性的患者幕上腦梗塞DWI病變體積顯著升高。同樣，王美豪等[18]及Chen 等[15]認(rèn)為幕上梗塞范圍越大，對(duì)側(cè)小腦半球血流灌注就越低，尤其以大腦中動(dòng)脈深支供血區(qū)梗塞顯著。而Liu等[19]認(rèn)為雖然幕上梗塞面積較大者存在明顯的CCD現(xiàn)象，但統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示兩者相關(guān)性較差。黃澤春等[20]通過3D-ASL觀察腦梗塞患者血流灌注情況，發(fā)現(xiàn)幕上腦梗死范圍與對(duì)側(cè)小腦半球低血流灌注無顯著相關(guān)性。Fu等[21]研究也發(fā)現(xiàn)CCD的發(fā)生與幕上病灶體積及低灌注程度無關(guān)。張悅等[22]通過CT灌注分析亞急性期腦出血患者的CCD現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)CCD陽性組與陰性組間血腫體積及幕上CBF最大灌注缺損面積差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，分析認(rèn)為CCD的嚴(yán)重程度與發(fā)病時(shí)間有一定相關(guān)性。

ASL是近年新興的無需造影劑的MRI灌注技術(shù)，以血管內(nèi)水作為內(nèi)源性對(duì)比劑。ASL灌注成像因其無創(chuàng)、可定量分析全腦的腦血流量及可重復(fù)性好等獲得廣泛應(yīng)用。Detre等[23]指出由于磁性標(biāo)記的短暫性、不同的標(biāo)記率、磁化轉(zhuǎn)移效果、血液T1信號(hào)及大腦血流狀態(tài)等都可能影響灌注測量值，建議測量雙側(cè)小腦半球CBF值進(jìn)行比較以彌補(bǔ)ASL技術(shù)測量CBF出現(xiàn)的誤差[24]。

1.2 CT灌注(CT perfusion, CTP) CTP是通過靜脈團(tuán)注對(duì)比劑后，對(duì)全腦或選定層面連續(xù)動(dòng)態(tài)掃描，然后根據(jù)數(shù)學(xué)模型計(jì)算出灌注參數(shù)，CBF、CBV圖用于觀察腦血流量及血容量變化，MTT、TTP圖可觀察腦組織開始強(qiáng)化和達(dá)峰時(shí)間的改變[25-26]。CTP有方便快捷、圖像空間分辨率高、禁忌癥少及價(jià)格低等特點(diǎn)，在腦血管病，特別是腦出血等急癥的研究中具有較大的優(yōu)勢(shì)[21,27]。以往關(guān)于CCD的研究以腦梗塞為主，關(guān)于腦出血后的CCD研究較少。

張悅等[22]采用全腦CTP對(duì)86例亞急性期幕上腦出血患者繼發(fā)CCD進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)CTP可以探測到CCD且CBF最敏感，在CCD陽性組中，對(duì)側(cè)小腦半球出現(xiàn)灌注參數(shù)異常情況如下：CBF35例、CBV32例、TTP26例、MTT16例。分析還發(fā)現(xiàn)CCD的發(fā)生可能與血腫所處時(shí)期有關(guān)，而與血腫體積、嚴(yán)重程度無關(guān)。Fu 等[21]通過320排640層CT進(jìn)行一站式CTP檢查，62例腦出血患者中有14例CCD陽性(其對(duì)側(cè)小腦半球的CBF、CBF減低，或TTP、MTT延長)，且認(rèn)為幕上病灶的體積、行為學(xué)評(píng)分及幕上低灌注狀態(tài)均與CCD的發(fā)生無關(guān)，分析認(rèn)為可能與幕上血腫對(duì)皮質(zhì)CPC的壓迫有關(guān)。劉帥良等[28]通過CTP研究發(fā)現(xiàn)慢性腦供血不足患者也存在CCD，CBF、CBV較對(duì)側(cè)減低，TTP縮短，MTT延長，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。分析認(rèn)為可能是幕上血流量降低而導(dǎo)致神經(jīng)信號(hào)傳遞減少，致使對(duì)側(cè)小腦相應(yīng)區(qū)域反應(yīng)與應(yīng)答功能減弱。目前，CTP在CCD中的研究較少見，相信在以后的發(fā)展中會(huì)有更好的前景。

2 擴(kuò)散張量成像(Diffusion tensor imaging，DTI)

DTI是測量組織中水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的成像技術(shù)，可無創(chuàng)地檢測活體組織的微結(jié)構(gòu)改變及纖維束完整性，能提供組織中水分子擴(kuò)散的范圍、方向信息，因此能重建出白質(zhì)纖維的三維圖像[29]。各向異性分?jǐn)?shù)或部分各向異性(fractional anisotropy, FA)是DTI的參數(shù)之一，反應(yīng)水分子擴(kuò)散各向異性成分與整個(gè)擴(kuò)散張量的比值。多數(shù)學(xué)者通過測量患側(cè)及對(duì)側(cè)的FA值，發(fā)現(xiàn)患側(cè)FA值明顯低于對(duì)側(cè)。

林亞南等[30]通過DTI檢測小鼠大腦中動(dòng)脈供血區(qū)梗死核心遠(yuǎn)隔區(qū)域的擴(kuò)散參數(shù)變化情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)雙側(cè)小腦半球FA值均降低，12小時(shí)降至最低，對(duì)側(cè)小腦半球較同側(cè)小腦半球降低更明顯。分析認(rèn)為FA值反映組織內(nèi)水分子擴(kuò)散的程度和方向，F(xiàn)A值的降低表明相應(yīng)區(qū)域神經(jīng)纖維束的排列失去了方向性和一致性，因此遠(yuǎn)隔小腦FA值的降低可能提示了神經(jīng)傳導(dǎo)通路的障礙，特別是與CCD相關(guān)的CPC解剖通路的損傷。Kim等[31]對(duì)22例慢性腦梗塞患者行DTI檢查并重建纖維束，發(fā)現(xiàn)對(duì)側(cè)小腦半球FA值較同側(cè)顯著減低，而CPC纖維顯示完整。同樣，國內(nèi)學(xué)者黃澤春等[20]對(duì)1例CCD陽性的腦外傷患者行DTI檢查，其重建的CPC顯示良好。因此，DTI能夠在病變出現(xiàn)大體形態(tài)學(xué)改變之前，更為精確地顯示其超微結(jié)構(gòu)的改變。

3 擴(kuò)散加權(quán)成像/表觀彌散系數(shù)(Diffusion-weighted imaging, DWI/ Apparent diffusion coefficient, ADC)

DWI作為一種可以評(píng)價(jià)水分子擴(kuò)散特性的成像技術(shù)，將水分子的微觀運(yùn)動(dòng)與組織的病理生理改變相結(jié)合，能早期發(fā)現(xiàn)CCD引起的損傷[32]。它具有成像速度快、非侵入性的特征，在神經(jīng)系統(tǒng)已得到較廣泛應(yīng)用。ADC值較DWI圖像更加客觀地量化了組織水分子彌散運(yùn)動(dòng)能力。

國內(nèi)有學(xué)者通過ADC值研究大鼠大腦中動(dòng)脈梗塞后遠(yuǎn)隔小腦的變化，發(fā)現(xiàn)對(duì)側(cè)小腦半球ADC值顯著減低，證實(shí)CCD現(xiàn)象存在[33]。Lacout等[34]對(duì)1例癲癇持續(xù)狀態(tài)的患者行腦DWI檢查，發(fā)現(xiàn)對(duì)側(cè)小腦半球皮質(zhì)出現(xiàn)DWI及ADC值異常改變。李偉等[35]為1例癲癇持續(xù)患者行DWI檢查，發(fā)現(xiàn)其右側(cè)大腦半球沿皮質(zhì)分布彌漫性高信號(hào)、左側(cè)小腦半球高信號(hào)，提示癲癇致小腦神經(jīng)機(jī)能聯(lián)系不能的存在。該研究與Zaidi團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果相同[36]。分析認(rèn)為可能是癲癇患者中樞神經(jīng)興奮性增高導(dǎo)致CPC通路過度傳導(dǎo)而引起損傷。

4 磁共振波譜成像 (Magnetic resonance spectroscopy, MRS)

磁共振波譜成像是利用磁共振現(xiàn)象和化學(xué)位移作用進(jìn)行特定原子核及其化合物定量分析的方法。1H-MRS是目前少有的無創(chuàng)檢測活體細(xì)胞代謝水平的非侵入性技術(shù)，能夠檢測人體多種器官、組織代謝變化[37]，而CCD現(xiàn)象也可以通過1H-MRS的改變來反應(yīng)。正常人腦的1H-MRS有5個(gè)較明顯的共振頻譜波峰：N-乙酰天冬氨酸(N-acetylaspartate, NAA)是神經(jīng)元的標(biāo)志物；膽堿復(fù)合物(choline containing compounds, Cho)反應(yīng)細(xì)胞膜的更新狀態(tài)，升高提示細(xì)胞更新加快；肌酸(creatine, Cr)降低代表代謝增加，增加代表代謝降低；肌醇(myoinositol, MI)腦內(nèi)神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的標(biāo)志物；谷氨酰胺和谷氨酸復(fù)合體(Gln+Glu)在腦組織缺血缺氧及肝性腦病時(shí)增加。目前通過MRS進(jìn)行CCD的相關(guān)研究文獻(xiàn)較少。

Chu等[38]通過1H-MRS研究腦梗塞患者的CCD現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)梗塞對(duì)側(cè)小腦半球的NAA表達(dá)較正常組明顯減低，Cr/NAA增加。國內(nèi)學(xué)者胡子龍[39]對(duì)大鼠急性大腦中動(dòng)脈梗塞后遠(yuǎn)隔小腦區(qū)域代謝改變進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)幕上梗塞后對(duì)側(cè)小腦半球組織NAA、Glu、Cr等代謝物含量較假手術(shù)組明顯降低，γ-氨基丁酸(GABA)、谷氨酰胺(Gin)、乳酸(Lac)、膽堿(Cho)等代謝物含量則明顯升高。分析原因認(rèn)為腦梗塞后通過CPC通路傳導(dǎo)的信號(hào)減少導(dǎo)致對(duì)側(cè)小腦半球神經(jīng)的NAA信號(hào)減低。

另外，有學(xué)者研究橋腦梗塞運(yùn)動(dòng)功能受損患者的靜息態(tài)fMRI是否能夠顯示解剖病變后導(dǎo)致的大腦-小腦腦區(qū)之間的功能連接異常。研究發(fā)現(xiàn)患側(cè)大腦-小腦功能連接明顯減低，而健側(cè)大腦-小腦功能連接保持正常[40]，這說明CCD現(xiàn)象不僅表現(xiàn)為腦血流及代謝降低，也表現(xiàn)為小腦與大腦的功能連接的減低。

5 小結(jié)

CCD是幕上腦組織損傷后遠(yuǎn)隔部位出現(xiàn)的一種較常見的現(xiàn)象。DSC-PWI、ASL、CTP、DTI、DWI/ADC、MRS及fMRI等多種影像檢查均可證實(shí)CCD的存在，對(duì)疾病的診斷、治療及預(yù)后起到一定的指導(dǎo)作用，尤其是對(duì)腦梗塞患者的功能恢復(fù)及預(yù)后提示作用。