丘脑梗死后丘脑放射纤维继发变性的磁共振弥散张量成像

江山 梁志坚 王进 秦超 赵伟佳 程道宾 刘竞丽 叶伟 戴旖

丘脑梗死后丘脑放射纤维继发变性的磁共振弥散张量成像

江山*梁志坚*王进*秦超*赵伟佳*程道宾*刘竞丽*叶伟＊＊戴旖＊＊

目的 应用磁共振弥散张量(diffusion tensor imaging，DTI)技术动态观察局灶性丘脑梗死后丘脑放射纤维的弥散变化，探讨丘脑梗死后，病灶上方的丘脑放射纤维继发性损害的发生发展规律。方法 连续收录首次发病、单侧丘脑梗死患者17例为实验组，选择健康志愿者17例作对照研究。患者分别在发病的第1周(W1)、第4周(W4)和第12周(W12)进行1次DTI检测，对照组进行1次DTI检测。每次DTI检测之前进行美国国立卫生研究院卒中评分(national institute health stroke scale，NIHSS)和Barthel生活指数(BI)以及自订的感觉障碍分级评分(Sensory disturbance rating，SDR)评定。结果 梗死灶上方的半卵圆中心部分异向(fractional anisotropy，FA)值随时间延长逐渐减少(W1:0.42±0.02，W2:0.38±0.02，W12:0.34±0.03，P＜0.01)，而平均弥散量(mean diffusion，MD)却无明显变化。梗死灶上方的半卵圆中心FA值的变化百分数与NIHSS、和BI的变化百分数无明显相关(P＞0.05)，与SDR变化的百分数呈负相关(r=－0.246，P＜0.05)。结论 局灶性丘脑梗死可以引起丘脑放射纤维继发性损害，在12周内这种继发性损害逐渐加重，而且还可能阻碍患者感觉功能的恢复。

脑梗死 继发性损害 丘脑 弥散张量成像

脑梗死后与梗死灶相连的神经纤维束会发生继发性髓鞘脱失、轴索分解等继发性损害［1－3］。局灶性丘脑梗死，外侧核群作为感觉传导的皮质下中枢和中继站的神经元缺血坏死，是否会引起其上方丘脑放射的神经纤维发生继发损害，其发生发展规律如何等问题都有待进一步研究。本研究应用磁共振弥散张量(dif－fusion tensor imaging，DTI)技术，动态观察局灶性丘脑梗死后丘脑放射神经纤维弥散变化，探索丘脑放射神经纤维继发性损害的特点。

1 资料与方法

1.1 研究对象 连续收录2008年1月至2009年6月在广西医科大学第一附属医院神经内科住院治疗的，符合WHO制定的脑梗死诊断标准［4］，起病7 d之内，首次发病、具有单侧单发丘脑梗死灶的患者，同时排除既往有脑或脊髓等神经系统疾病史及有MRI检查禁忌的患者17例为实验组。选择性别、年龄与实验组相匹配的健康志愿者17例作为对照研究。

1.2 MRI序列及扫描方法 检测时间:实验组分别在发病后第1W、4W、12W行MRI检测，对照组只进行一次MRI检测。扫描序列:包括常规磁共振成像序列的轴位T1WI、T2WI、T2FLAIR及 DTI序列。扫描设备及参数:采用荷兰PHILIPS公司的Achieva 3.0TMR磁共振扫描仪，扫描参数:T1WI(TR2000 ms/TE10 ms，反转时间800 ms)T2WI(TR3000 ms/TE80 ms)，T2FLAIR(TR11000ms/TE120 ms，反转时间2800 ms)，激发次数(NEX)=1;视野(FOV)均为24 cm×24 cm。DTI序列采用单次激发自旋回波－平面回波技术(a singleshot echo－planar－imaging，EPI)，参数如下:TR1000 ms/TE115 ms，矩阵为128 ×128，视野(FOV)为24 cm×24 cm，层厚2 mm，层距0 mm，体素体积 1.68 mm×1.68 mm×2.70 mm，弥散加权系数b=0、b=1000(s·mm－2)，弥散敏感梯度方向为16。DTI的采集时间为224 s。

1.3 DTI成像后处理 扫描完成后，采用DTI分析软件(DtiStudioV3.0)对DTI原始图像进行图像后处理分别得到FA、ADC图及色彩编码FA图，参照同层面的T2WI图，在FA图和ADC图上，分别在梗死灶上方的半卵圆中心相当于丘脑放射纤维束行程区域的两侧对称部位设置约70个体素大小的椭圆形的兴趣区(region of interest，ROI)，分别测量平均弥散量(mean diffusivity，MD)和部分各向异性(fractional anisotropy，FA)值两个参数。

1.3 神经功能评定 ①患者在每次MRI检查前采用美国国立卫生研究院卒中评分(National institute health stroke scale，NIHSS)和Barthel生活指数(BI)以及自订的感觉障碍分级标准(sensory disturbance rating，SDR)评定卒中患者神经功能缺失和日常生活能力的情况。②感觉障碍分级(sensory disturbance rating，SDR)评分:正常(100分):无感觉障碍;Ⅰ级(75～100分):有轻微的单侧肢体感觉麻木感、痛觉轻度减退，能感知冷热水的区别，不影响所有日常工作生活;Ⅱ级(51～75分):有明显单侧肢体感觉麻木感、痛觉减退，有肢体自发性疼痛，很难分辨冷热水的区别，部分影响其日常工作及生活，但程度尚可忍受;Ⅲ级(26～50分):单侧肢体感觉麻木感、痛觉、触觉温度觉明显减退，肢体自发性疼痛明显，有时不能感知冷热水的区别，严重影响日常工作生活，程度难以忍受。Ⅳ级(0～25分):痛觉、触觉及温度觉消失，有患肢皮肤损伤，伴或不伴肢体自发性疼痛。

1.4 统计学方法 采用SPSS 17.0进行统计学处理，所得数据用±s表示，组间的比较用t检验。患者组内DTI数据及临床评分应用重复测量方差分析，发现测量指标总体上的差异有统计学意义后，不同时间点之间的两两比较用LSD法。为揭示局灶性丘脑梗死后丘脑皮质束继发性损害对患者神经功能恢复进程的影响，计算DTI数据和临床评分变化百分数［(W12－W1/W1)×100%］，两者之间的关系用Spearman相关分析。检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 一般资料 本组患者17例，其中男12例，女5例，对照组与患者组性别构成相同，患者组年龄(53.6±7.6)岁和对照组年龄(52.4±4.8)岁无统计学差异。患者均有不同程度感觉障碍，部分患者合并中枢性面、舌瘫或肢体偏瘫等症状。大多数患者伴有一个或两个卒中危险因素，其中有高血压病史4例，高血脂3例，糖尿病3例，同时高血压、高血脂或糖尿病4例，有2例患者未能发现明显的卒中危险因素。

2.2 MRI资料 分析MR图像可发现，患者组病灶均位于丘脑，其中9例位于左侧丘脑，8例位于右侧，其中4例可见内囊膝部、后肢部分或全部受累。所有患者在梗死灶上方的半卵圆中心相当于丘脑放射行程部位，常规MR图像上均无异常信号。然而，所有患者的梗死灶同侧上方的半卵圆中心相当于丘脑皮质束行程部位，在W4、W12时点上FA图均有信号减弱区(图1)。DTI数据统计学分析显示，对照组半卵圆中心左右两侧MD和FA值无统计学意义(P＞0.05)，因此将对照组两侧的均数与患者组数据作比较，结果显示，患者组梗死灶上方的半卵圆中心FA值在第W1、W4和W12内各时间点明显减少(P＜0.05)，重复测量方差分析结果显示，从W1到W12病灶上方半卵圆中心FA值(W1:0.42±0.02，W2:0.38±0.02，W12:0.34±0.03，P＜0.01)随各个时间点呈逐渐明显减少趋势，MD却无明显变化(表1)。

2.3 临床评分 在观察期间，所有患者神经功能均有恢复，日常生活自理能力改善，感觉障碍部分改善。随时间变化NIHSS逐渐减少，BI与SDR则逐渐增加(P ＜0.05)。(表2)。

2.4 DTI资料与患者神经功能评分变化的百分数之间的相关关系 Spearman相关分析结果显示，FA值与NIHSS(r= －0.102，P ＞0.05)、BI(r=0.004，P ＞0.05)均无明显相关性，与 SDR呈负相关(r=－0.246，P＜0.05)。

图1 1例左侧丘脑梗死患者的磁共振资料。图片A为基底节层面T2成像，左侧丘脑的梗死灶清晰可见(箭头);图片B1－3为半卵圆中心水平分别在W1、W4和W12三个检测时间点的T2成像，图中未出现明显的异常信号;图片C1－3为半卵圆中心水平分别在W1、W4和W12三个检测时间点的FA成像，图中可见从C1～3病灶上方相当于脊髓丘脑束的位置出现信号减弱区，而且该减弱的信号随时间推移逐渐明显(箭头所示)。另外，图中椭圆形虚线圈为兴趣区

表1 DTI数据资料(n=17)(FA:×10－3常数;MD:×10－3 mm2 S－1)

表2 患者各时段临床评分

3 讨论

3.1 局灶性丘脑梗死后丘脑放射纤维继发性损害局灶性脑梗死会引起与梗死灶相联系的神经纤维发生继发性损害已经被人们所熟悉。脑梗死后，梗死灶近、远端锥体束纤维会逐渐发生破坏，而且在脑梗死患者活体内被CT、MRI检测到。然而，由MRI的弥散成像(diffusion weighted imaging，DWI)发展起来的 DTI，不仅可以用图形的形式，而且可以用数据的形式对这种继发性损害进行精确描述，是目前研究患者体内脑梗死后远隔部位继发性损害最敏感的方法，并已经被广泛应用于本领域的研究［5－6］。

大脑顶叶皮质与丘脑之间存在由皮质发出下行至丘脑的皮质丘脑束，以及由丘脑发出最后终止于顶叶皮质的丘脑放射纤维，因此，皮质梗死有可能引起皮质丘脑束纤维的继发性变性破坏，同时局灶性丘脑梗死其上方的丘脑放射的神经纤维也可能发生继发性损害。2005年Herve等［7］应用DTI检测皮质梗死后丘脑的弥散变化，结果发现病灶同侧丘脑MD逐渐上升，而FA值无明显变化，提示继发于皮质丘脑束纤维变性的丘脑神经细胞逐渐坏死。然而，关于丘脑梗死后丘脑放射纤维的继发性损害的研究尚未见报道。本研究发现，丘脑梗死灶后，同侧半卵圆中心相当于丘脑皮质束行程区域在DTI的FA图上出现信号减弱，ADC图则未出现明显异常信号改变，数据分析显示FA值比对照组减低，同时随时间推移逐渐减少，而MD却保持相对不变。由于FA值的大小主要反映纤维束的大小、排列方向的一致性以及结构上的完整性［8］，所以研究结果提示局灶性丘脑梗死可以引起丘脑放射经纤维继发继发性损害，而且这种继发性损害是一个动态发展的过程，在观察的时间内而逐渐加重。

3.2 丘脑放射纤维继发性损害的可能意义 本研究结果发现，在第12周内所有患者神经功能均有一定程度的恢复，同时DTI资料显示局灶性丘脑梗死后病灶上方丘脑放射纤维FA值逐渐减少，提示局灶性丘脑梗死后，在患者神经功能恢复过程，丘脑放射纤维继发性损害持续存在，并逐渐加重。脑梗死后丘脑放射纤维继发性损害的病理生理意义更值得关注。我们既往的研究发现，脑梗死后，在为期12周的观察期内患者的神经功能逐渐恢复，而梗死灶近、远端锥体束纤维的继发性损害会逐渐加重，而且会阻碍患者神经功能的恢复［9－10］。众所周知，丘脑放射的功能是将传递外周感觉冲动向大脑皮质传递，然而，丘脑梗死后其上方的丘脑放射纤维继发性损害将对患者感觉功能的恢复产生什么样的影响，至今尚未见报道。本研究发现，在观察期内丘脑放射FA值变化的百分数与患者感觉障碍评分变化的百分数呈负相关，提示丘脑放射继发性损害的进展可能阻碍患者感觉功能的恢复。

研究对象较少、观察时间较短，是本实验的明显不足之处，积极扩大样本量、延长观察期的研究，将更有利于揭示丘脑放射纤维继发性损害特点及潜在意义。

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The secondary degeneration of the thalam ic radiation fibers after thalamus infarction detected with diffusion tensor im aging.

JIANG Shan，LIANG Zhijian，WANG Jin，QIN Chao，ZHAOWeijia，CHENG Daobin，LIU Jingli，YE Wei，DAIYi.The Departmentof Neurology，the Fist Affiliated Hospital，GuangxiMedical University，Nanning 530021，China.Tel:0771－5325936.

ObjectiveTo investigate the secondary degeneration of the thalamic radiation fibers and its regular pattern after the thalamus infarction using diffusion tensor imaging(DTI).MethodsSeventeen patientswith a recent thalamic infarct underwent DTIand evaluations with the NIH Stroke Scale(NIHSS)and the barthel index(BI)and Sensory disturbance rating(SDR)3 times at the first(W1)，the fourth(W4)and twelfth weeks(W12)after onset of stroke，respectively.Seventeen gender and agematched healthy volunteers underwent DTI once as controls.The DTI parameters of Mean diffusivity(MD)and fractional anisotropy(FA value)weremeasured at the region of interest(ROI)of the thalamic radiation at the centrum semiovale level.ResultsThe FA values of the thalamic radiation at the centrum semiovale level ispilateral to the primary infarction significantly decreased over time from W1 to W12(W1:0.42±0.02，W2:0.38±0.02，W12:0.34±0.03，P＜0.01).However，its MD remained unchanged.The percent changes of FA values of the thalamic radiation at the centrum semiovale level ispilateral to the primary infarction did not correlated with percent changes of NIHSS，and BI(P＞0.05)，but correlated negatively with percent changes of SDR(r= － 0.246，P ＜0.05).ConclusionOur data suggest that focal thalamus infarction may cause the secondary degeneration in the ispilateral thalamic radiation fibers，which further deteriorates over time within observed threemonths and thus hinders sensory recovery.

Cerebral infarction Secondary degeneration Thalamus Diffusion tensor imaging

＊＊广西医科大学第一附属医院放射科

R743

A

☆国家自然科学基金项目(编号:30860088);广西自然科学基金项目(编号:0832134，0991149);广西教育厅科研项目(编号:200710LX060);广西医科大学博士启动基金(编号:304214)

* 广西医科大学第一附属医院神经内科(南宁 530021)

E－mail:lzj200415@126.com)

2010－11－20)

(责任编辑:李 立)

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