DTI聯(lián)合DTT檢測的患側(cè)FA值下降百分比對老年腦梗死患者病程的評估價值及白質(zhì)纖維束分級與NIHSS評分相關(guān)性

王凱 張貴興 黃葉明 馮沖沖

【摘要】 目的：探究磁共振彌散成像（DTI）聯(lián)合彌散張量纖維束成像技術(shù)（DTT）檢測的患側(cè)FA值下降百分比對老年腦梗死患者病程的評估價值及白質(zhì)纖維束分級與NIHSS評分相關(guān)性。方法：回顧性分析2020年1月-2022年1月廈門市第五醫(yī)院收治的80例老年腦梗死患者的臨床資料?；颊呔邮艹Ｒ?guī)磁共振成像（MRI）平掃、彌散加權(quán)成像（DWI）、DTI、DTT檢查。根據(jù)病程將患者分為急性期組（≤3 d）、亞急性期組（4 d～3周）、慢性期組（>3周），以美國國立衛(wèi)生研究院卒中量表（NIHSS）評分評估患者的預(yù)后，分析DTI聯(lián)合DTT檢測結(jié)果的患側(cè)FA值下降百分比和白質(zhì)纖維束分級對老年腦梗死患者病程和預(yù)后的評估價值。結(jié)果：80例患者中，DTI聯(lián)合DTT測出86個病灶，其中腦葉白質(zhì)30個，基底節(jié)區(qū)34個，丘腦6個，放射冠區(qū)10個，半卵圓中心6個；慢性期組的患側(cè)部分各向異性（FA）值、患側(cè)FA值下降百分比均高于急性期組、亞急性期組患者，亞急性期的患側(cè)FA值下降百分比高于急性期組患者，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）；繪制受試者工作特征（ROC）曲線顯示，患側(cè)FA值下降百分比評估老年腦梗死患者病程的曲線下面積（AUC）為0.953；白質(zhì)纖維束分級3級和2級患者入院時和出院時NIHSS評分均高于1級患者，且3級患者高于2級患者，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）；Spearman相關(guān)性分析結(jié)果顯示，老年腦梗死患者的白質(zhì)纖維束分級與入院時NIHSS評分、出院時NIHSS評分呈正相關(guān)（rs>0，P<0.05）。結(jié)論：DTI聯(lián)合DTT可以有效預(yù)測老年腦梗死患者的病程及預(yù)后，診斷價值較高。

【關(guān)鍵詞】 腦梗死 磁共振彌散成像 彌散張量纖維束成像技術(shù) 部分各向異性 白質(zhì)纖維束

[Abstract] Objective： To explore the value of the percentage decrease of the FA value on the affected side detected by magnetic resonance diffusion tensor imaging （DTI） combined with diffusion tensor tractography （DTT） in evaluating the course of disease in elderly patients with cerebral infarction， and the correlation between white matter fiber tract classification and NIHSS scores. Method： The clinical data of 80 elderly patients with cerebral infarction admitted to Xiamen Fifth Hospital from January 2020 to January 2022 were retrospectively analyzed. All patients underwent routine magnetic resonance imaging （MRI） plain scan， diffusion-weighted imaging （DWI）， DTI， and DTT examinations. The patients were divided into acute stage group （≤3 d）， subacute stage group （4 d-3 weeks）， and chronic stage group （>3 weeks） according to the course of disease. The national institutes of health stroke scale （NIHSS） score was used to evaluate the prognosis of the patients. The value of DTI combined with DTT test results of FA decline on the affected side and the classification of white matter fiber tracts in the assessment of the disease course and prognosis of elderly patients with cerebral infarction based on the percentage were analyzed. Result： Among the 80 patients， 86 lesions were detected by DTI combined with DTT， including 30 lesions in the white matter of the lobe， 34 in the basal ganglia， 6 in the thalamus， 10 in the corona radiata， and 6 in the center of the semiovale. The fractional anisotropy （FA） value of the the affected side and the percentage of decrease in the FA value of the the affected side were higher than those of the patients in the acute phase group and subacute phase group， and the percentage of decrease in the FA value of the the affected side in the subacute phase was higher than that of the patients in the acute phase group， the differences were statistically significant （P<0.05）. The receiver operating characteristic （ROC） curve plotting showed that the area under the curve （AUC） for evaluating the disease course of elderly patients with cerebral infarction by the percentage of FA value decline on the affected side was 0.953.The NIHSS scores of patients with white matter fiber tract grade 3 and 2 were higher than those of grade 1 patients on admission and discharge， and the patients with grade 3 were higher than those with grade 2， the differences were statistically significant （P<0.05）. The results of Spearman correlation analysis showed that the white matter fiber tract grade of elderly patients with cerebral infarction was positively correlated with the NIHSS scores at admission and the NIHSS scores at discharge （rs>0， P<0.05）. Conclusion： DTI combined with DTT can effectively predict the course and prognosis of elderly patients with cerebral infarction， and has a high diagnostic value.

[Key words] Cerebral infarction Magnetic resonance diffusion tensor imaging Diffusion tensor tractography Fractional anisotropy White matter fiber tracts

First-author's address： Xiamen Fifth Hospital， Fujian Province， Xiamen 361101， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2023.14.035

腦梗死發(fā)生后會導(dǎo)致意識障礙、肢體麻木、癱瘓等，且病情進展較快，如不及早明確診斷，并進行針對性治療，殘疾或病死風(fēng)險較高[1-2]。電子計算機斷層掃描（CT）、磁共振成像（MRI）檢查是臨床診斷腦梗死的常用方法，但難以準(zhǔn)確顯示腦梗病灶區(qū)和神經(jīng)纖維束的空間關(guān)系，不利于患者病情的判斷及早期治療[3-4]。磁共振彌散成像（diffusion tensor imaging，DTI）、彌散張量纖維束成像技術(shù)（diffusion tensor tractography，DTT）為功能MRI技術(shù)，DTI是彌散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging，DWI）的延伸，可以量化分析病灶內(nèi)水分子的彌散運動，而DTT是在DTI基礎(chǔ)上重建白質(zhì)纖維束的三維圖像技術(shù)，能立體顯示腦梗病變對患者白質(zhì)纖維束的損傷[5-6]?；诖耍狙芯恐荚谔骄緿TI聯(lián)合DTT檢測結(jié)果的患側(cè)FA值下降百分比和白質(zhì)纖維束分級對老年腦梗死患者病程及預(yù)后的評估價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2020年1月-2022年1月廈門市第五醫(yī)院收治的80例老年腦梗死患者的臨床資料。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）符合文獻[7]《中國急性缺血性腦卒中診治指南2018》中腦梗死診斷標(biāo)準(zhǔn)，且經(jīng)數(shù)字減影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）檢查確診；（2）均為首次發(fā)生腦梗死；（3）經(jīng)常規(guī)MRI、DWI檢查確診為大腦單側(cè)發(fā)??；（4）病情穩(wěn)定后可行DTI、DTT檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）經(jīng)CT檢查為腦出血；（2）合并顱腦外傷、顱內(nèi)感染或顱內(nèi)腫瘤；（3）既往有顱腦手術(shù)史；（4）既往有癡呆、帕金森病或癲癇；（5）精神疾?。唬?）有嚴(yán)重酒精依賴史；（7）心肝腎等其他器官嚴(yán)重障礙；（8）腦死亡。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會審核批準(zhǔn)[2020審（006）號]。

1.2 方法 所有患者均于發(fā)病24 h后行常規(guī)頭顱MRI平掃、DWI檢查，于患者病情穩(wěn)定后行DTI檢查、DTT檢查。檢測所用儀器為美國GE公司生產(chǎn)的Signa 1.5T磁共振掃描儀。

1.2.1 常規(guī)MRI平掃序列及參數(shù) 采用磁共振掃描儀對患者的頭顱進行橫軸面掃描，包括軸位T1WI、T2WI、矢狀位T2WI，參數(shù)如下：常規(guī)SE序列T1-flair（TR 2 162 ms，TE 20 ms），F(xiàn)OV 240 mm×180 mm，矩陣320×256，層距1.5 mm，層厚7 mm；T2-flair（TR 4 420 ms，TE 112 ms），F(xiàn)OV 240 mm×180 mm，矩陣384×256，層距1.5 mm，層厚7 mm。

1.2.2 DWI序列及參數(shù) 采用SE-EPI序列，TE=110 ms，TR=6 000 ms，F(xiàn)OV 240 mm×240 mm，矩陣128 mm×128 mm，層距1.5 mm，層厚7 mm，共30層，NEX=2。

1.2.3 DTI序列及參數(shù) 采用SE-EPI序列，TE 60 ms，TR 8 000 ms，2個b值分別為0、1 000 s/mm，矩陣128 mm×128 mm，F(xiàn)OV 240 mm×240 mm，層厚5 mm，激勵次數(shù)（number of excitation，NEX）=1，無間隔連續(xù)掃描。采用Functiontool diffusion tenssor分析軟件處理圖像，將腦梗死病灶和健側(cè)大腦半球相應(yīng)區(qū)域作為感興趣區(qū)（region of interest，ROI），分別測量中心區(qū)部分各向異性（fractional anisotropy，F(xiàn)A）值，患側(cè)FA值下降百分比=（健側(cè)FA值-患側(cè)FA值）/健側(cè)FA值×100%。

1.2.4 DTT檢查 根據(jù)病灶位置在內(nèi)囊、外囊、半卵圓中心、腦干等層面選取ROI，利用DTT技術(shù)重建雙側(cè)白質(zhì)纖維束，觀察其走行、形態(tài)及纖維束數(shù)量的改變狀況。白質(zhì)纖維束受損程度分級如下：1級，白質(zhì)纖維束完整；2級，白質(zhì)纖維束部分中斷或移位、受壓；3級，白質(zhì)纖維束完全或大部分中斷[8]。

1.3 觀察指標(biāo)及評價標(biāo)準(zhǔn) （1）根據(jù)病程將患者分為急性期組（≤3 d）、亞急性期組（4 d～3周）、慢性期組（>3周），比較三組患者的患側(cè)、健側(cè)FA值和患側(cè)FA值下降百分比，并繪制受試者工作特征（receiver operator characteristic，ROC）曲線分析患側(cè)FA值下降百分比對老年腦梗死患者病程的預(yù)測效能。（2）患者入院時、出院時24 h內(nèi)，由神經(jīng)科醫(yī)生采用美國國立衛(wèi)生研究院卒中量表（national institute of health stroke scale，NIHSS）評分評估患者的預(yù)后，該量表共11項條目，分值0～42分，得分越高，神經(jīng)功能缺損越嚴(yán)重，預(yù)后越差[9]。分析白質(zhì)纖維束分級與NIHSS評分相關(guān)性。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS 25.0軟件，以率（%）表示計數(shù)資料，以（x±s）表示計量資料，多組間比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較用LSD-t檢驗；繪制ROC曲線，并計算曲線下面積（area under the cure，AUC），檢驗患側(cè)FA值下降百分比評估老年腦梗死患者病程的價值，AUC值>0.9表示評估價值較高，0.71～0.90表示評估價值尚可，0.50～0.70表示評估價值較低；采用Spearman相關(guān)分析老年腦梗死患者白質(zhì)纖維束分級與NIHSS評分相關(guān)性。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 患者一般資料 80例患者中男42例，女38例；年齡60～83歲，平均（68.25±5.58）歲；入院時意識障礙6例，偏癱32例，面癱28例，語言障礙14例；急性期15例，亞急性期53例，慢性期12例。

2.2 檢查結(jié)果 80例老年腦梗死患者中，DTI聯(lián)合DTT測出86個病灶，其中腦葉白質(zhì)30個，基底節(jié)區(qū)34個，丘腦6個，放射冠區(qū)10個，半卵圓中心6個。

2.3 不同病程組患者病灶及健側(cè)相應(yīng)區(qū)域的FA值比較 三組健側(cè)FA值比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）；急性期組與亞急性期組的患側(cè)FA值比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）；慢性期組的患側(cè)FA值、患側(cè)FA值下降百分比均高于急性期、亞急性期組患者，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）；亞急性期患側(cè)FA值下降百分比高于急性期組患者，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。見表1。

2.4 患側(cè)FA值下降百分比評估老年腦梗死患者病程的價值 將老年腦梗死患者病程作為狀態(tài)變量（1=慢性期，0=急性期、亞急性期），將患側(cè)FA值下降百分比作為檢驗變量，繪制ROC曲線，結(jié)果顯示，患側(cè)FA值下降百分比評估老年腦梗死患者病程的AUC為0.953，95%CI為（0.908，0.998），且當(dāng)患側(cè)FA值下降百分比為19.345%時，其敏感度為0.889，特異度為0.809，P<0.001。見圖1。

2.5 不同白質(zhì)纖維束分級的NIHSS評分比較 80例老年腦梗死患者重建了病灶區(qū)的雙側(cè)大腦白質(zhì)纖維束，其在DTT圖像中的分級結(jié)果為1級9例，2級51例，3級20例；白質(zhì)纖維束分級3級和2級患者入院時和出院時NIHSS評分均高于1級患者，且3級患者高于2級患者，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。見表2。

2.6 白質(zhì)纖維束分級與NIHSS評分相關(guān)性分析 將白質(zhì)纖維束分級按等級分別記為1、2、3，采用Spearman相關(guān)性分析結(jié)果顯示，老年腦梗死患者的白質(zhì)纖維束分級與入院時NIHSS評分、出院時NIHSS評分呈正相關(guān)（rs>0，P<0.05）。見表3。

3 討論

DSA為診斷腦梗死的金標(biāo)準(zhǔn)，可準(zhǔn)確評估梗死區(qū)域及病灶周圍組織情況，但為有創(chuàng)操作，臨床應(yīng)用限制較多，不適合基層推廣[10-11]。而常規(guī)CT、MRI平掃僅限于疾病病情初步評估，無法為該疾病的深入治療提供較多的依據(jù)，臨床還需尋求更有效的診斷方法[12]。

DTI及DTT為功能MRI技術(shù)，本研究將其聯(lián)合用于腦梗死診斷中，結(jié)果顯示，慢性期組的患側(cè)FA值、患側(cè)FA值下降百分比均高于急性期組、亞急性期組患者，亞急性期患側(cè)FA值下降百分比高于急性期組患者，提示隨著病程延長，老年腦梗死患者的患側(cè)FA值及患側(cè)FA值會逐漸降低，且慢性期時降低較顯著。繪制ROC曲線顯示，患側(cè)FA值下降百分比評估老年腦梗死患者病程的AUC為0.953，評估價值較高。其原因為FA為DTI常用參數(shù)，可以反映組織各向異性程度，其水平越高則睡眠組織細胞結(jié)構(gòu)越緊密[13]。而腦梗死急性期時，腦內(nèi)三磷酸腺苷消耗會促使細胞內(nèi)鈣離子、鈉離子增多，細胞內(nèi)滲透壓升高，導(dǎo)致細胞毒性水腫，從而造成細胞外間隙變形、細胞腫脹，F(xiàn)A值降低[14-15]。隨著病程進展，腦梗死逐漸進入慢性期，神經(jīng)組織壞死仍將持續(xù)，多表現(xiàn)為纖維白質(zhì)髓鞘溶解、脫失，神經(jīng)膠質(zhì)增生，導(dǎo)致細胞排列無序、雜亂，從而造成病灶局部水分子自由彌散方向不一致，F(xiàn)A值下降明顯[16-17]。但任何導(dǎo)致水分子彌散運動改變的因素也可能造成FA值改變，故FA值不能作為臨床診斷腦梗死的特異性參數(shù)。本研究結(jié)果顯示，白質(zhì)纖維束分級3級和2級患者入院時和出院時NIHSS評分均高于1級患者，且3級患者高于2級患者；相關(guān)性分析顯示，白質(zhì)纖維束分級與入院時NIHSS評分、出院時NIHSS評分呈正相關(guān)。說明白質(zhì)纖維束分級與NIHSS評分相關(guān)，且分級越高，NIHSS評分越高，神經(jīng)損傷越嚴(yán)重。其原因為皮質(zhì)脊髓束為腦內(nèi)較大白質(zhì)纖維束，是聯(lián)系脊髓核團核運動皮質(zhì)的主要功能纖維，在肢體運動中具有重要作用，其分級越高，則皮質(zhì)脊髓束受損較嚴(yán)重，臨床癥狀較明顯，患者預(yù)后較差[18]。DTT可以清晰顯示腦內(nèi)皮質(zhì)脊髓束三維結(jié)構(gòu)，直觀反映皮質(zhì)脊髓束的各方向異性變化[19]。DTT聯(lián)合DTI檢查可以獲取腦梗死患者雙側(cè)FA值，明確皮質(zhì)脊髓束損傷情況，且圖像質(zhì)量較高，便于醫(yī)生明確患者梗死部位及病變情況，采取針對性的治療方案，從而改善預(yù)后[20]。

綜上所述，DTI聯(lián)合DTT可以有效預(yù)測老年腦梗死患者的病程及預(yù)后，診斷價值較高。

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（收稿日期：2022-09-28） （本文編輯：何玉勤）