磁共振扩散张量成像在原发性侧索硬化中的应用价值

1 资料与方法

1.1 临床资料选择2004年1月～2010年12月就诊于我院神经科的MND患者16例(MND组)，男9例、女7例，年龄33～73(52.1 ±10.0)岁，病程 7～38(16.62 ±7.55)个月。参照 ALS 诊断标准［1，2］，诊断为ALS 12例(ALS组)，ALS变异型 PLS 4例(PLS组)。另选同期体检健康者15例作为对照组，其性别、年龄与MND组有可比性。

1.2 方法受检者均签署知情同意书，然后行颅脑常规MR和DTI扫描。

1.2.1 MR 扫描采用 GE Signa Twin Speed 1.5 T超导MR成像系统进行扫描:①常规MR技术:采用横轴面液体衰减反转恢复序列T1WI，以及横轴面快速恢复快速自旋回波序列T2WI。②DTI技术:采用横轴面扫描、单次激发自旋回波—回波平面成像序列，TR 6 000 ms，TE 69.9 ms，扩散敏感系数 1 000 s/mm2，扩散敏感梯度方向25，矩阵128×128，视野26 mm×26 mm，激励次数1次。DTI序列扫描时间168 s。横轴面扫描层厚5 mm，间隔0 mm。

1.2.2 MR图像及DTI评价方法 ①观察常规MR显示的锥体束走行区信号特点。②将采集的原始数据传送到Sun ADW 4.2P工作站，用Functool软件构建平均扩散系数(ADC)图和各向异性分数(FA)图。在受检者锥体束走行区选择中央前回皮层下白质、半卵圆中心、侧脑室周围白质、内囊后肢、大脑脚5个感兴趣区(ROI)，面积为20 mm×30 mm，测量双侧 ROI的 FA、ADC。

1.2.3 统计学方法应用 SPSS11.5统计软件，计量数据用±s表示，两组均数比较用t检验或秩和检验。P≤0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 常规MR比较 PLS组见双侧大脑脚、内囊后肢及侧脑室周围白质沿锥体束广泛分布的T2WI高信号2例，双侧内囊后肢后3/4处局限性T1WI略低信号及T2WI高信号2例(高于皮层信号)。ALS组均见双侧内囊后肢后3/4处局限性T1WI略低信号及T2WI略高信号(高于皮层信号)。对照组15例均见双侧内囊后肢后3/4处呈局限性T1WI略低信号及T2WI略高信号。

2.2 DTI比较各组ROI的FA、ADC比较见表1。

3 讨论

PLS是无下运动神经元(LMN)受累的UMN疾病，多数学者认为，PLS最终多发展为ALS，但在临床和病理上二者存在差异。Gordon等［3］对29例PLS患者的预后进行了研究，其中因肌电图(EMG)出现失神经表现(平均3.17年)或查获LMN损害体征(平均3.67年)而诊断为有明显UMN体征的ALS 13例(UMN-D ALS组);有 UMN损害体征、EMG正常(平均8.7年)而诊断为单纯 PLS 16例(PLS组);另10例初诊时符合ALS诊断者作为对照组。各组改良ALS功能评分显示，UMN-D ALS组、对照组ALSFRS-R均低于PLS组;PLS组、UMND ALS组存活时间均较对照组长。据此，Gordon等［3］将PLS症状初发后4年只有UMN损害体征的患者诊断为单纯PLS，后者是运动功能较高的一种慢性进展性综合征。UMN-D ALS因主要表现为UMN损害体征和较少的LMN损害体征而得名，该病患者的残疾程度与ALS相当，但其疾病进展较慢。病理研究表明，ALS的主要病理变化为脊髓前角细胞、脑干运动神经核细胞、运动皮层细胞及锥体束变性，运动系统以外的部分如额前区皮质、视觉相关皮质、颞叶等部位不同程度受累;镜下可见皮层运动区第5层锥体细胞减少，伴胶质增生活跃，残存Betz细胞皱缩、树突变性［4］，锥体束变性导致髓鞘苍白(内囊后肢尤为明显);而单纯PLS不出现脊髓前角变化。

表1 各组ROI的FA、ADC比较(±s)

注:与对照组比较，*P ＜0.05，＊＊P ＜0.01

ROI PLS组(n=4) ALS组(n=12) 对照组(n=15)FA中央前回皮层下白质 0.463 ±0.019 0.466 ±0.017 0.481 ±0.021半卵圆中心 0.487 ±0.025 0.501 ±0.020 0.511 ±0.027侧脑室周围白质 0.561 ±0.023 0.564 ±0.021 0.577 ±0.032内囊后肢 0.629 ±0.021* 0.636 ±0.022＊＊0.656 ±0.018大脑脚 0.593 ±0.026 0.591 ±0.032 0.598 ±0.041 ADC(e10mm2/s)中央前回皮层下白质 7.19 ±0.21 7.27 ±0.28 7.11 ±0.26半卵圆中心 7.48 ±0.25 7.53 ±0.22 7.39 ±0.24侧脑室周围白质 7.49 ±0.28 7.46 ±0.33 7.32 ±0.25内囊后肢 7.51 ±0.25＊＊ 7.47 ±0.23* 7.25 ±0.22大脑脚8.40 ±0.26 8.55 ±0.20 8.41 ±0.31

研究显示，ALS的常规MR表现为中央前回运动区沿脑回走行的低信号，认为其与铁沉积有关;由于锥体束变性，故在其走行区T2WI出现高信号;皮层运动神经元减少可致中央前回萎缩和中央沟扩大。值得注意的是，正常人也可出现内囊后肢高信号，但该信号只有高于皮层信号时才有诊断价值。本研究显示，PLS组出现沿锥体束广泛分布的T2WI高信号2例，双侧内囊后肢后3/4处呈局限性T2WI高信号(高于皮层信号)2例，其信号特点是否提示PLS患者UMN损害程度更重，其内在关系有待进一步研究;对照组和ALS组未见类似影像学表现。

DTI是利用水分子的扩散运动，通过施加扩散敏感梯度脉冲，从三维空间多方向反映水分子扩散变化的成像方法，可无创显示活体白质［5］。FA是最常用定量分析各向异性的参数，ADC是反映水分子扩散速度和范围的指标;各种病变累及白质束轴索或(和)髓鞘时，受累区域的FA降低，ADC升高。许多研究［6，7］将 DTI用于 ALS 的 UMN 评价，ROI多选在沿锥体束走行区域。多数报道发现，ALS患者FA降低，ADC升高，尤其是内囊后肢;这是因为内囊后肢后3/4是锥体束下行纤维密集处，正常人该区域水分子有较高的各向异性［6］，锥体束变性时FA降低，ADC升高。

本研究发现，在内囊后肢水平，ALS组FA明显低于对照组，ADC明显高于对照组(无FA降低明显)，这可能与胶质细胞增生导致ADC假性正常有关。因此，我们认为DTI可为MND的诊断提供有价值的信息，但无法对其亚型进行鉴别，更不能作为其早期诊断指标。

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［2］中华医学会神经病学分会.肌萎缩侧索硬化的诊断标准(草案)［J］.中华神经科杂志，2001，34(3):190.

［3］Gordon PH，Cheng B，Katz IB，et al.The natural history of primary lateral sclerosis［J］.Neurology，2006，66(5):647-653.

［4］Takahashi T，Yagishita S，Amano N，et al.Amyotrophic lateral sclerosis with numerous axonal spheroids in the corticospinal tract and massive degeneration of the cortex［J］.Acta Neuropathol，1997，94(3):294-299.

［5］Ulug AM，Grunewald T，Lin MT，et al.Diffusion tensor imaging in the diagnosis of primary lateral sclerosis［J］.J Magn Reson Imaging，2004，19(1):34-39.

［6］Shimony JS，McKinstry RC，Akbudak E，et al.Quantitative diffusiontensor anisotropy brain MR imaging:normative human data and anatomic analysis［J］.Radiology，1999，212(3):770-784.

［7］Hong YH，Lee KW，Sung JJ，et al.Diffusion tensor MRI as a diagnostic tool of upper motor neuron involvement in amyotrophic lateral sclerosis［J］.J Neurol Sci，2004，227(1):73-78.