錐體束繼發(fā)性華勒氏變性的1H-MRS研究*

廣東省東莞東華醫(yī)院放射科(廣東 東莞 523110)

李雪霞 曾仲剛 梁俊生 劉 曉 許團(tuán)新

神經(jīng)細(xì)胞或者其軸突發(fā)生病變以后，切斷了神經(jīng)細(xì)胞與軸突的聯(lián)系，使椎體束失去了營(yíng)養(yǎng)來源，即可發(fā)生華勒氏變性(wallerian degeneration,WD)[1-2]。WD的發(fā)生，可使原發(fā)病變加重，影響治療效果。明確其發(fā)生發(fā)展過程、及早預(yù)防治療或阻止其進(jìn)一步發(fā)展具有重要的臨床意義。fMRI為主的腦功能出現(xiàn)[3]，尤其MR波譜功能成像(MRS)能夠無創(chuàng)性定量評(píng)估周圍神經(jīng)變性及再生過程的分子物質(zhì)變化。本文利用MRS技術(shù)對(duì)我院確診的腦卒中后并發(fā)WD的42例患者進(jìn)行分析，探討MRS技術(shù)在WD的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料選擇我院2015年5月至2017年11月經(jīng)臨床及影像確診的腦卒中患者，并經(jīng)臨床判斷及輔助檢查排其它病變后，明確繼發(fā)Wallerian變性共60例，男39例，女21例，年齡37～78歲。平均年齡49歲，所有患者均在發(fā)病1個(gè)月以后至2年內(nèi)進(jìn)行MRI平掃及MRS檢查。另外選取健康志愿者15例。

1.2 設(shè)備和掃描參數(shù)MRI掃描：使用德國(guó)西門子Magnetom Verio 3.0T磁共振成像儀，患者取仰臥位，標(biāo)準(zhǔn)正交頭部線圈，頭頸正交8通道線圈。掃描范圍自顱頂至延髓下緣。所有患者均行常規(guī)顱腦MRI平掃及MRS功能成像。主要參數(shù)：橫軸位用自旋回波序列SET2WI(TR4500ms、TE96ms)、快速自旋回波序列FSE-T1WI(TR200ms、TE2.5ms)、液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列FLAIR(TR8000ms、TE 94ms。1H-MRS所有均患者及對(duì)照組均以大腦腳平面為中心，選取相應(yīng)部位作為感興趣區(qū)，進(jìn)行多體素波譜采集。采集參數(shù)選擇為：TR 1700ms，TE 144ms，NEX 3，翻轉(zhuǎn)角90度，層厚40mm，大腦腳平面VOI 15 mm×40mm×30mm。掃描時(shí)間為6 min 53s。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析原始數(shù)據(jù)傳送到工作站進(jìn)行分析處理。于病灶區(qū)及健側(cè)大腦腳分別選擇面積為4mm2感興趣區(qū)，以腦中線為中心兩側(cè)對(duì)稱。分別測(cè)出NAA、Cr、Cho波峰下面積數(shù)值及NAA/Cr、Cho/Cr比值，并記錄數(shù)據(jù)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS18.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行分析，各組資料以平均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差表示。對(duì)照組左右側(cè)比較采用兩樣本t檢驗(yàn)，研究組與對(duì)照組的雙側(cè)大腦腳NAA、Cr、Cho波峰下面積數(shù)值及NAA/Cr、Cho/Cr值的比較均采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 WD的MRI表現(xiàn)T1WI呈等信號(hào)48例、呈低信號(hào)12例；T2WI及T2WI/FLAIR呈等信號(hào)3例、呈稍高信號(hào)57例；病變側(cè)大腦腳、丘腦、橋腦較健側(cè)體積縮小55例，體積正常者5例，見圖1、2、5。

2.2 病變區(qū)MRS物質(zhì)變化健康志愿者兩側(cè)大腦腳之間NAA、Cho、Cr、NAA/Cr、Cho/Cr差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)(見表1)。研究組患者大腦腳NAA、NAA/Cr兩側(cè)之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)；Cho、Cr、Cho/Cr兩側(cè)之間統(tǒng)計(jì)學(xué)無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)，見表2，圖3、4、6、7。

表1 健康志愿者兩側(cè)大腦腳的MRS物質(zhì)比較

表2 病變組患側(cè)與健側(cè)大腦腳的MRS物質(zhì)比較

3 討 論

隨著社會(huì)的發(fā)展及飲食結(jié)構(gòu)的變化，腦卒中的發(fā)病率、致殘率及病死率越來越高，并趨向年輕化，導(dǎo)致人們對(duì)于疾病的早期診斷、治療和預(yù)后越來越重視。傳統(tǒng)的影像檢查不能滿足疾病的診斷要求，新設(shè)備、新技術(shù)的發(fā)展，使疾病的快速、早期診斷成為可能[3]。并且對(duì)于疾病的療效判斷均有很大的提高。腦卒中的發(fā)生、發(fā)展過程中，可導(dǎo)致很多病理生理的變化，尤其是華勒氏變性的發(fā)現(xiàn)，對(duì)于疾病的療效影響很大。Waller于1850年在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中首次發(fā)現(xiàn)神經(jīng)損傷后的繼發(fā)性病理生理變化。WD定義為神經(jīng)元細(xì)胞或其軸索損傷后，導(dǎo)致神經(jīng)通路中的神經(jīng)纖維發(fā)生病理變化的疾病。Kuhn[4]等把WD的病理改變以損傷后的時(shí)間劃分為四期，即第Ⅰ期在3-4周，第Ⅱ期在4-10周，第Ⅲ期在10-14周，第Ⅳ期在數(shù)月至數(shù)年不等。但各期之間沒有很明確的分界，可相互重疊，傳統(tǒng)上早期WD的診斷依靠CT檢查，但準(zhǔn)確性較低，CT大多表現(xiàn)正常，一般在第4期后患側(cè)錐體束走行區(qū)遠(yuǎn)離原發(fā)病灶的部位發(fā)生腦萎縮時(shí)才可診斷出來，CT可表現(xiàn)為稍低密度影，邊緣模糊，但出現(xiàn)率約占20%左右。常規(guī)MRI檢查較CT敏感性有很大的提高，首先MRI對(duì)腦組織的分辨率更高，另外MRI的多參數(shù)、多序列成像，尤期DWI序列對(duì)急性期病變非常敏感。DTI通夠?qū)Σ∽兝w維束進(jìn)行三維顯像，可直觀了解WD病變區(qū)的纖維束情況，客觀證實(shí)WD的存在[5-6]。以上檢查技術(shù)均從解剖結(jié)構(gòu)上對(duì)WD的作出診斷，但仍然不能觀察WD的微觀物質(zhì)變化，有些病變可在解剖結(jié)構(gòu)發(fā)生變化之前已經(jīng)出現(xiàn)體內(nèi)物質(zhì)濃度的變化，這就需要一種能夠早期檢測(cè)出這些物質(zhì)變化的全新的檢查手段。

MRS是利用原子核在射頻脈沖激發(fā)停止后弛豫的過程中采集到的信號(hào)，經(jīng)傅立葉轉(zhuǎn)換成按頻率分布的函數(shù)，通常采用譜線表示。任何有適當(dāng)自旋數(shù)目的原子核都可用作波譜成像，如氫(H)、磷(P)、碳(C)、鈉(Na)等，目前應(yīng)用最廣的為氫質(zhì)子波譜成像，因?yàn)槠湓谌梭w內(nèi)含量最豐富、濃度最高。對(duì)不同的化合物，可以根據(jù)其在MRS上波峰的位置不同來區(qū)別，以波峰下面積反映化合物的濃度。N-乙酰天門冬氨酸(N-acetyl asparte，NAA)，肌酸(creatine，Cr)，膽堿(choline，Cho)是腦功能最基本和最常用的指標(biāo)，而且在其它疾病的研究中應(yīng)用廣泛，準(zhǔn)確性已經(jīng)得到公認(rèn)[7]。NAA在正常人腦含量最高，主要存在于神經(jīng)元的胞體和軸突內(nèi)，被認(rèn)為是神經(jīng)元和軸索生存能力與密度的標(biāo)記物，其濃度下降說明神經(jīng)元已經(jīng)缺失，功能不可恢復(fù)。Cho在星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)含量明顯高于神經(jīng)元，磷脂代謝的成分，細(xì)胞膜轉(zhuǎn)換的標(biāo)記物，反映細(xì)胞增殖，可作為提示神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞增生的重要指標(biāo)。Cr在腦代謝物中最為穩(wěn)定，被用作內(nèi)部基準(zhǔn)物，因此NAA/Cr、Cho/Cr比值的變化可以判斷神經(jīng)元功能和髓鞘是否完整[8]。

圖1 男，54歲，腦梗塞后半年，T2-FLAIR序列冠狀位，原發(fā)病灶位于左側(cè)中央前回，錐體束走行區(qū)。圖2 同上病例，T2WI序列示左側(cè)大腦腳、橋腦見上下走行條狀高信號(hào)。圖3 右側(cè)大腦腳單體素MRS，右側(cè)波峰大致正常。圖4左側(cè)大腦腳單體素MRS，NAA波峰降低，Cho及Cr波峰與對(duì)側(cè)大致相仿。圖5 患者女，47歲，左側(cè)基底節(jié)區(qū)腔隙性腦梗塞1年余，左側(cè)基底節(jié)區(qū)原發(fā)病灶與橋腦之間見一縱行條帶狀稍高信號(hào)。圖6 右側(cè)大腦腳MRS，NAA、Cho、Cr顯示正常。圖7 左側(cè)大腦腳MRS提示NAA下降，|Cho稍升高，Cr無變化。

WD的病理過程為錐體細(xì)胞與其軸突聯(lián)系中斷，錐體束失去神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)來源而發(fā)生功能障礙，最終導(dǎo)致神經(jīng)纖維細(xì)胞的變性、壞死，其合成NAA減少，本研究中患側(cè)NAA、NAA/Cr數(shù)值降低，與文獻(xiàn)報(bào)道相符[9]；另外，本研究中Cho的變化不明顯，與文獻(xiàn)報(bào)道不符[10]，究其原因，可能因?yàn)楣P者沒有對(duì)病變進(jìn)行分期，早期神經(jīng)細(xì)胞的壞死，導(dǎo)致其細(xì)胞膜崩解，可釋放較多的Cho，導(dǎo)致早期Cho、Cho/Cr升高，中晚期因細(xì)胞壞死軟化，胞膜數(shù)量減少，導(dǎo)致Cho進(jìn)行性降低，因此把不同時(shí)期的患者劃分為一組，導(dǎo)致Cho的數(shù)值變化不明顯。Cr的代謝較為穩(wěn)定，無論在正常志愿者亦或正常對(duì)照組，兩側(cè)大腦腳的Cr值相對(duì)穩(wěn)定，并沒有太大的波動(dòng)，因此可以作為良好的對(duì)比參數(shù)值，因?yàn)镹AA、Cr、Cho等的絕對(duì)值在不同機(jī)器及參數(shù)下，相差較大，目前多發(fā)采用其它物質(zhì)與Cr的相對(duì)值作為研究數(shù)據(jù)比較客觀[11-12]。

本研究存在一定的局限性，沒有對(duì)病變進(jìn)行分期研究，根據(jù)病變的發(fā)病時(shí)間，其物質(zhì)變化存在一定的差異，對(duì)于很多病例沒有很好的進(jìn)行追蹤隨訪及與臨床功能的相關(guān)性研究，而且定量分析MRS參數(shù)的變化對(duì)臨床預(yù)后的影響沒有作出對(duì)比研究。在以后的研究當(dāng)中，將重點(diǎn)放在WD的病變分期的MRS物質(zhì)變化及其與臨床預(yù)后的相關(guān)性、功能評(píng)分等研究。

綜上所述，磁共振MRS對(duì)華勒氏變性進(jìn)行分子水平的研究，提高了WD的認(rèn)識(shí)，對(duì)于指導(dǎo)WD的臨床診療具有重要作用。