聯(lián)合應(yīng)用DTI與DKI技術(shù)對輕度慢性酒精中毒胼胝體變性的診斷價(jià)值

許克寧，呂國士，楊東奎

（1.河北北方學(xué)院研究生院，河北張家口 075000；2.陸軍第81集團(tuán)軍醫(yī)院影像中心，河北張家口 075000）

0 引言

慢性酒精中毒是全球常見的一種疾病，不同程度地危害著人類健康。胼胝體變性（Marchiafava-Bignami disease，MBD）由意大利病理學(xué)家Marchiafava與Bignami在1903年首次報(bào)道[1]。本病常見于慢性酒精中毒患者，是由于長期大量飲酒而導(dǎo)致的神經(jīng)系統(tǒng)嚴(yán)重?fù)p害的疾病[2]，臨床表現(xiàn)為頭暈、頭痛、記憶力減退、手不自主震顫，嚴(yán)重的導(dǎo)致意識模糊。MBD的病因及發(fā)病機(jī)制至今尚不明確，大部分學(xué)者認(rèn)為MBD是慢性酒精中毒、嚴(yán)重營養(yǎng)不良共同作用的結(jié)果[3]。MBD主要依靠相關(guān)病史、臨床癥狀及影像學(xué)檢查進(jìn)行診斷，其影像學(xué)檢查主要包括CT和MRI。MRI較CT能更早、更準(zhǔn)確地提示該病，特別是近年來MRI功能成像的開發(fā)和應(yīng)用，對于較早并準(zhǔn)確診斷該病有明顯的優(yōu)勢。普通影像檢查（X線、CT、常規(guī)MRI）對輕度慢性酒精中毒MBD的診斷比較困難[4]。為了彌補(bǔ)上述不足，本研究綜合應(yīng)用擴(kuò)散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）與擴(kuò)散峰度成像（diffusion kurtosis imaging，DKI）技術(shù)，通過 DTI技術(shù)測量得到的各向異性（fractional anisotropy，F(xiàn)A）、表觀擴(kuò)散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）及 DKI技術(shù)中的平均峰度（mean kurtosis，MK）對胼胝體的變化進(jìn)行客觀數(shù)據(jù)分析，探討利用MRI功能成像中FA、ADC、MK對慢性酒精中毒MBD的診斷價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 研究對象

MBD組：共收集26例臨床確診MBD患者，均為男性，右利手，年齡35~62歲，平均年齡（54.2±2.3）歲（中位年齡55歲）。納入標(biāo)準(zhǔn)：長期飲酒史，達(dá)15~40 a，日飲酒400~800 ml。排除標(biāo)準(zhǔn)：糖尿病患者；CO中毒患者；有近期外傷史、長期藥物服用史、存在營養(yǎng)不良或其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病的患者。MBD患者主要臨床癥狀表現(xiàn)為乏力、嗜睡、意識障礙、眼球震顫、四肢不自主顫抖。

健康組：收集年齡與MBD組相近且無相關(guān)神經(jīng)系統(tǒng)疾病的健康志愿者30例，年齡34~60歲，平均年齡（57.1±1.7）歲（中位年齡58歲）。所有志愿者均無糖尿病、CO中毒、營養(yǎng)不良以及其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病等影響腦部細(xì)微結(jié)構(gòu)的病史且均無MRI檢查禁忌證。

1.2 檢查方法

采用GEsignaHDxt1.5T超導(dǎo)MRI掃描儀，頭顱8通道相控陣線圈，頭顱常規(guī)MRI檢查包括T1WI、T2WI、擴(kuò)散加權(quán)成像（diffusion-weightedimaging，DWI），掃描參數(shù)：（1）T1WI：重復(fù)時(shí)間（repetition time，TR）480 ms，回波時(shí)間（echo time，TE）2.47 ms，矩陣 320×320，層厚5 mm，層間距0 mm，視野（filed of view，F(xiàn)OV）320 mm×320 mm，單次采集。（2）T2WI：①快速自旋回波加強(qiáng)序列：TR3000ms，TE120ms，矩陣 256×256，層厚 5 mm，層間距0 mm，F(xiàn)OV 320 mm×320 mm；②液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列：TR 8 000 ms，TE 96 ms，反轉(zhuǎn)時(shí)間（inversion time，TI）2 026.2 ms，矩陣 256×256，層厚 5 mm，層間距 0 mm，F(xiàn)OV 320 mm×320 mm。（3）DWI：TR 3 100 ms，TE 78 ms，矩陣 256×256，層厚 5 mm，層間距0 mm，F(xiàn)OV 320 mm×320 mm。

DTI技術(shù)采用單次激發(fā)自旋回波平面成像序列，掃描參數(shù)：TR 8 000 ms，TE 85.5 ms，F(xiàn)OV 230 mm×230 mm，激勵次數(shù)為1，矩陣256×256，擴(kuò)散敏感梯度方向數(shù)為20個(gè)，b=1 000 s/mm2，層間距0 mm，掃描層厚5 mm。DKI技術(shù)采用雙自旋回波序列進(jìn)行掃描，掃描參數(shù)：TR 2 300 ms，TE 109 ms，F(xiàn)OV 256 mm×256 mm，矩陣 128×128，層厚 4 mm，4個(gè)b值（0、0、1 000、2 000 s/mm2），擴(kuò)散敏感梯度方向數(shù)為30個(gè)。

1.3 圖像后處理

使用ADW 4.5工作站對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，在DTI參數(shù)圖及DKI參數(shù)圖上于胼胝體體部、膝部、壓部連續(xù)3個(gè)層面進(jìn)行感興趣區(qū)（region of interest，ROI）描繪（ROI為面積 15~20 mm2的橢圓），每個(gè)區(qū)域測量一次。由2位主治以上放射科醫(yī)師分別測量MBD組和健康組胼胝體的FA、ADC、MK，取2次測量結(jié)果的平均值。

1.4 觀察指標(biāo)

觀察2組胼胝體膝部、體部及壓部的FA、ADC和MK，分析經(jīng)FA、ADC、MK診斷MBD的結(jié)果，并以最終臨床診斷結(jié)果作為金標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)包括：（1）長期飲酒史；（2）意識障礙、抽搐、智能障礙、四肢顫抖、步態(tài)異常、記憶障礙、失語、感情淡漠；（3）腦電圖表現(xiàn)為彌漫性節(jié)律性慢活動、波幅減低[5]。計(jì)算這3個(gè)指標(biāo)診斷MBD疾病的靈敏度、特異度、準(zhǔn)確度。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。對健康組及MBD組FA、ADC、MK運(yùn)用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析，比較2組之間的差異，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 影像結(jié)果

MBD患者的MRI圖像如圖1所示。MBD組病例中，12例病灶呈對稱性分布。胼胝體病變區(qū)呈均勻或不均勻T1WI低或稍低信號、T2WI高或稍高信號，T2液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列成像呈高信號，18例DWI信號擴(kuò)散受限[如圖2（a）所示]。6 例伴胼胝體腫脹，20例胼胝體萎縮。5例MRI顯示胼胝體呈彌漫長T1、長T2異常信號；5例顯示為胼胝體壓部呈不均勻長T1、長T2異常信號；6例顯示胼胝體膝部不均勻長T1、長T2異常信號，以矢狀位T2液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列成像顯示較清楚，呈“夾心蛋糕”樣改變[6][如圖2（b）所示]。22例伴有不同程度腦萎縮，全腦萎縮占大部分，共計(jì)18例，單純小腦萎縮2例，腦白質(zhì)脫髓鞘6例，腦梗塞3例。纖維束稀疏、斷裂24例（如圖3所示）。

圖1MBD患者M(jìn)RI圖像

圖3MBD患者DTT圖像

圖2 MBD患者常規(guī)MRI序列圖像

2.2 DTI與DKI各參數(shù)分析結(jié)果

表1顯示，MBD患者胼胝體膝部、壓部及體部FA均小于健康組，P<0.05，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。表2顯示，MBD患者胼胝體膝部及壓部的ADC均大于健康組，P<0.05，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；體部ADC小于健康組，但P>0.05，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。表3顯示，MBD患者胼胝體膝部及體部的MK均小于健康組，且P<0.05，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；壓部MK大于健康組，但P>0.05，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表1 各個(gè)部位健康組及MBD組FA比較（±s）

表1 各個(gè)部位健康組及MBD組FA比較（±s）

分組 膝部 體部 壓部健康組 0.319±0.054 0.333±0.068 0.355±0.048 MBD 組 0.236±0.045 0.237±0.045 0.269±0.072 t-4.56 -4.54 -3.78 P<0.05 <0.05 <0.05

表2 各個(gè)部位健康組及MBD組ADC比較（±s）×10-3mm2/s

表2 各個(gè)部位健康組及MBD組ADC比較（±s）×10-3mm2/s

分組 膝部 體部 壓部健康組 5.97±0.58 6.68±1.40 5.62±0.58 MBD 組 6.42±0.65 6.39±1.30 6.42±0.80 t 1.98 -0.58 3.08 P<0.05 >0.05 <0.05

表3 各個(gè)部位健康組及MBD組MK比較（±s）

表3 各個(gè)部位健康組及MBD組MK比較（±s）

分組 膝部 體部 壓部健康組 0.960±0.145 0.974±0.084 1.024±0.201 MBD 組 0.764±0.912 0.774±0.210 1.137±0.141 t-4.45 -3.31 -1.75 P<0.05 <0.05 >0.05

2.3 FA、ADC、MK及三者聯(lián)合對MBD診斷的靈敏度、特異度、準(zhǔn)確度

表4顯示，對于陽性樣本，MK診斷結(jié)果優(yōu)于FA及ADC，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；對于陰性樣本，組間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。FA、ADC、MK及三者聯(lián)合診斷MBD的靈敏度、特異度、準(zhǔn)確度見表5。由表5可見，F(xiàn)A診斷的特異度為90.9%（10/11），較ADC及MK診斷的特異度稍高。FA、ADC、MK聯(lián)合診斷的靈敏度、特異度、準(zhǔn)確度分別為95.2%、86.5%、93.1%?？偟膩碚f，聯(lián)合應(yīng)用FA、ADC、MK可提高對MBD患者診斷的靈敏度及準(zhǔn)確度，降低誤診率。

表4 FA、ADC、MK及三者聯(lián)合對MBD的診斷結(jié)果 例

表5 FA、ADC、MK及三者聯(lián)合診斷MBD的特異度、靈敏度、準(zhǔn)確度%

3 討論

長期飲酒會導(dǎo)致MBD，產(chǎn)生慢性神經(jīng)性癥狀，嚴(yán)重者會造成神經(jīng)系統(tǒng)難以恢復(fù)的損傷，可侵犯顱內(nèi)神經(jīng)系統(tǒng)，抑制中樞神經(jīng)[7]。大部分學(xué)者認(rèn)為慢性酒精中毒可以導(dǎo)致體內(nèi)某些營養(yǎng)成分丟失，引起機(jī)體代謝功能紊亂，其中，維生素B的丟失容易引起胼胝體細(xì)胞發(fā)生變性[8]。

胼胝體內(nèi)含有大量的卵磷脂物質(zhì)，未代謝完全的酒精與髓鞘結(jié)合，便會導(dǎo)致髓鞘的變性[9]。酒精通過消化系統(tǒng)進(jìn)入血液可導(dǎo)致其對胼胝體的間接侵害[10]。另外，酒精對大腦血管的損害也是MBD發(fā)病機(jī)制之一。酒精中毒患者顱內(nèi)微小動脈膠原纖維增生、增厚，使小血管壁增厚，管腔狹窄，導(dǎo)致相應(yīng)部位腦供血不足[11]。而且長期大量飲酒會引起腦血管內(nèi)的氧化-抗氧化系統(tǒng)調(diào)節(jié)失衡[12]，導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞受損、血管壁鈣化性斑塊形成，引起管腔不同程度狹窄。另外，酒精是一種毒性物質(zhì)，影響顱內(nèi)的三羧酸循環(huán)，導(dǎo)致腦組織供氧不足，從而引起神經(jīng)細(xì)胞的損傷[13]。

MBD在常規(guī)MRI表現(xiàn)為T1WI序列呈稍低或低信號，T2WI及T2液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列呈高信號，DWI序列急性發(fā)作期擴(kuò)散受限；矢狀T2WI序列呈“夾心蛋糕”狀，即病灶區(qū)域呈條形長T2信號，這是該病最具有特點(diǎn)的MRI表現(xiàn)。MBD在急性發(fā)作期間體積腫脹，慢性期體積減小。這些只是從形態(tài)及信號變化來確定MBD，沒有將其量化。

DTI及DKI技術(shù)均可敏感地檢測到慢性酒精中毒MBD的微觀病理改變，有助于其從細(xì)微的病理生理學(xué)角度解釋MBD的特點(diǎn)[14]。以前的許多研究表明，DTI能發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)MRI技術(shù)所不能發(fā)現(xiàn)的細(xì)微神經(jīng)組織結(jié)構(gòu)損傷[15-16]。DTI技術(shù)的2個(gè)常用參數(shù)ADC和FA可以提供中樞神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的獨(dú)特信息，顯示其微細(xì)結(jié)構(gòu)的改變并及時(shí)發(fā)現(xiàn)早期腦白質(zhì)纖維束損傷的病理改變[17]。FA越大，組織的各向異性越強(qiáng)[18]。組織結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，非正態(tài)分布水分子的彌散活動受限越顯著，MK也越大[19]。研究表明，DKI技術(shù)可發(fā)現(xiàn)早期MBD患者腦組織微結(jié)構(gòu)的改變[20]。本研究結(jié)果顯示，與健康組比較，MBD患者胼胝體膝部、壓部及體部FA均減低，提示胼胝體膝部、體部及壓部存在細(xì)微結(jié)構(gòu)完整性的改變，但機(jī)理不完全清楚，有待于進(jìn)一步研究。MBD患者胼胝體膝部及壓部的ADC均大于健康組，表明水分子在上述組織中的擴(kuò)散程度增加,腦組織含水量增加。MBD患者胼胝體膝部及體部的MK均小于健康組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），說明MBD患者胼胝體非正態(tài)分布水分子彌散受限程度低。與最終臨床診斷結(jié)果比較，F(xiàn)A、ADC、MK聯(lián)合診斷的靈敏度、準(zhǔn)確度均高于各個(gè)指標(biāo)獨(dú)立測得數(shù)值。由此可見，聯(lián)合應(yīng)用FA、ADC、MK可提高對MBD患者診斷的準(zhǔn)確率。

綜上，利用DTI及DKI技術(shù)能從不同方面的微觀角度顯示MBD的程度：DTI技術(shù)主要用來對腦組織白質(zhì)纖維束的評價(jià)[21]，DKI技術(shù)是DTI技術(shù)的延伸，能解決多神經(jīng)交叉問題。其中FA診斷的特異度較高，MK可更好地顯示非正態(tài)分布水分子的彌散活動受限程度，而聯(lián)合應(yīng)用FA、ADC、MK可提高對MBD患者診斷的靈敏度及準(zhǔn)確度，降低該病誤診率，對于發(fā)現(xiàn)早期酒精中毒所致的MBD具有重要意義，能夠及早協(xié)助臨床診治該病，為其提供及時(shí)、客觀的診斷依據(jù)，還可以對藥物治療前后胼胝體的變化做出詳細(xì)的對比，從而提高患者生活質(zhì)量。

但本研究也存在缺陷和不足：（1）DTI與DKI技術(shù)作為一種新興的MRI功能成像技術(shù)，掃描方法、參數(shù)設(shè)置和后處理技術(shù)缺乏統(tǒng)一規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，從而導(dǎo)致所測量數(shù)值有一定的波動性。（2）對掃描設(shè)備的要求較高，當(dāng)胼胝體纖維束出現(xiàn)重疊時(shí)容易導(dǎo)致DTI示蹤錯(cuò)誤的情況發(fā)生[22]，因此，DTI及DKI的定量分析仍需統(tǒng)一規(guī)范。（3）本研究對酒精中毒患者的病例搜集數(shù)量有限，隨訪不甚理想，有待于日后進(jìn)一步完善。