特发性正常压力脑积水影像学特征

正常压力脑积水（normal pressure hydrocephalus，NPH）这一概念最早由Hakim于1964年提出，之后Adams和Hakim等又详细阐述了该疾病的特征性临床表现，即可以通过治疗而改善的“步态障碍、认知障碍、尿失禁”三联征［1］。特发性正常压力脑积水（idiopathic normal pressure hydrocephalus，iNPH）是病因不明的正常颅压下脑室扩大，临床表现为步态异常和／或痴呆及括约肌功能障碍的疾病，大多发生于老年人。iNPH是极少数可以通过分流来改善痴呆症状的疾病之一，所以对于该疾病的正确诊断和有效治疗无论对于家庭还是社会都有着重要意义。然而目前临床上对于该病的诊断方法相对简单，准确性不高，且难以与其他的老年性疾病，如其他伴随脑室扩大的痴呆性疾病、颈椎或腰椎狭窄、外周神经性疾病、关节炎或前列腺肥大鉴别。幸运的是，伴随着近些年来影像学技术的迅猛发展，各国学者的对iNPH影像学特征研究得以不断深化，针对于该疾病影像学检查手段的阐述也层出不穷，并于2005年由Relkin等［2］通过循证医学方法制定出iNPH诊断标准，其目的就在于提高iNPH的诊断准确性并预测分流手术的效果。本文对iNPH特异性的影像学表现和可用于iNPH诊断的影像学方法作一综述，希望能为临床提供参考。

1 特征性影像表现

1.1 白质病变 iNPH患者脑室周围组织的病理表现为室管膜的破坏、水肿、神经变性和胶质细胞增生。这种改变的可能是：①脑室周围白质缺血；②由于脑脊液（cerebrospinal fluid，CSF）向脑室周围扩散引起脑实质内压力增高造成［3］继发于脑积水的神经细胞功能抑制。iNPH患者在行MRI检查时能够发现脑室周围的信号异常，表现为在MRI的T2加权像上的脑室周围高信号（periventricular hyperintensity，PVH）和深部白质高信号（deep white matter hyperintensity，DWMH），FLAIR 像可进一步证实这种改变。虽然这种在T2像上的白质高信号被认为是iNPH的标志之一，其与临床表现和预后的关系仍存在争议。Kristensen等研究结果显示，有70％的iNPH患者在行MRI检查后会发现这种白质的病变［3］，同时Krauss研究小组证明了iNPH患者与年龄匹配的对照组相比，脑室周围病变（periventricular lesions，PVLs）和DWMH情况的出现更频繁且更严重，而且分流术后症状的改善程度与术前磁共振T2像上的白质病变的范围和严重程度呈负相关［4］。与此观点不同，Tullberg认为iNPH中的DWMH不能用于预测分流手术的效果且不能作为分流的排除标准，而位于额角的PVH不规则形状的变化情况与术后临床症状的改善有关［5］。这两种观点有所区别的原因可能是由于入选对象标准差异造成，从另一侧面也反映出该疾病的诊断精确性确实存在问题，这就更加迫切地要求我们掌握iNPH的特征性表现进行诊断和鉴别。

1.2 iNPH特异性的形态学改变

1.2.1 CSF空间分布的变化 颅内CSF的空间分布可分为以下几个组成部分：脑室（包括侧脑室、三脑室、中脑导水管、第四脑室）、外侧裂、大脑上凸面、内侧蛛网膜下腔和基底池，其中侧脑室颞角的扩大是iNPH的诊断标准之一［2］。另外，分流有效的iNPH患者与对照组相比，术前CSF的空间分布有其特征性的表现［6，7］：①基底池和外侧裂扩大；②大脑凸面和靠近中线的内侧蛛网膜下腔并无扩大；③少数患者存在大脑凸面或半球内侧（中线区域）的脑沟局灶性扩张，并通过狭窄的通道与基底池或外侧裂相通。有以上特点伴脑室扩大的患者常提示分流有效，并且可以用于与Alzheimer病（Alzheimer disease，AD）和血管性痴呆相鉴别。Kitagaki［6］由此提出假设，认为是脑膜纤维化引起大脑凸面和半球内侧表面蛛网膜吸收障碍，导致CSF滞留，继而引起局灶性脑沟扩大。Sasaki同样证实了iNPH患者具有大脑凸面和中线附近CSF空间变窄（与这些位置局灶性的脑沟扩张矛盾）的特征，并分析了这种影像学表现的敏感性和特异性［7］。还有学者认为使用颅内脑脊液容积（intracranial CSF volume，ICV）和脑室容积（ventricular volume，VV）两种指标的关系来评价CSF的分布，认为ICV反映脑萎缩的程度，而ICV／VV的比值可以提示脑积水的程度并说明CSF循环障碍。在iNPH患者中，ICV、ICV／VV的数值与对照组相比均升高，所以iNPH患者不但有脑积水的特征，还存在脑萎缩［8］。这一理论部分解释了在iNPH诊断和预测手术效果时遇到的问题，但其实用性并未得到认可。

1.2.2 胼胝体角度 胼胝体角度这一概念首先由Benson等［9］描述并用于诊断iNPH。之后Ishii等在与前后联合平面垂直的冠状面上测量胼胝体角度，得出结论认为iNPH组中胼胝体角度成锐角，小于AD组和正常对照组，这可能是扩张的侧脑室和侧裂挤压造成的。利用胼胝体角度的测量使iNPH在与神经退行性疾病引起脑萎缩继而形成的脑室扩大鉴别时十分方便。除此之外该研究还提出，在鉴别iNPH和AD时，Evan指数与胼胝体角度测量联合应用比单独应用某一指标时的效果更好［10］。

2 影像学诊断方法

2.1 中脑导水管CSF流空和流速 中脑导水管CSF流空征表现为MRI的T2像上的信号缺失，是CSF的运动具有搏动性的体现。该征象由Bradley等最先描述，并在之后的研究中提出明显的中脑导水管CSF流空征对iNPH的诊断和预测分流有效性有意义［11］，此后一些学者的研究同样支持这一观点［5，10］。Krauss及其同事提出不同意见，认为 100％健康个体存在这种与流动相关的信号缺失，对于iNPH的诊断和判断预后价值有限，并进一步提出CSF流空的延伸范围而并非信号的缺失程度才是最重要的特征［12］。中脑导水管CSF流空征的临床价值随着MRI技术的发展逐渐得到广泛认可，相位对比MRI（phase contrast MRI，PC-MRI）这一方法使得对 CSF 流速的定量研究成为现实。PC-MRI可描记出中脑导水管CSF流速在心动周期不同相位时的流速曲线，当CSF流速≥24.5 mL／min时，对疾病诊断和预测分流手术的效果有很高的价值。

2.2 局部脑血流量 iNPH的发病机制依然存在争论，其中局部脑缺血理论为大多数人所接受。基于这一理论而进行的局部脑血流与代谢情况检测对iNPH的诊断有帮助作用。常用的反映脑血流灌注的方法有两种：单光子发射计算机断层成像技术（single photon emission computed tomography，SPECT）和正电子发射断层摄影技术。根据脑组织缺血理论，Larsson等在1994年的文章中，iNPH患者的认知障碍和尿失禁症状与额叶和颞叶内侧部分的血流下降有关，分流有效的患者术后局部血流升高与症状的改善存在对应关系，这种分流前后局部脑血流量的变化可能是由于脑白质间质水肿减轻使得血流增加，或体积减小的脑室系统的容积效应减轻［13］而引起的。同样，Mataro及其同事也得出了与Larsson相似的研究结果［14］。另外，SPECT与灌注加权MRI联合应用，对于分流术前iNPH患者的选择有帮助作用［15］。

2.3 磁共振波谱 iNPH患者的脑组织代谢发生改变［16］，而磁共振波谱技术（magnetic resonance spectroscopy，MRS）是可以用于检测 N-乙酰天门冬氨酸（N-acetylaspartate，NAA）、胆碱（Choline，Cho）、肌酐（creatine，Cr）和乳酸（Lactate，Lac）等参与神经元代谢化合物的定量分析方法，可以于协助诊断和评价治疗效果。有研究指出，与其他引起痴呆的疾病相比，只有iNPH患者的脑室内出现Lac峰，其机制可能是由于iNPH的脑室周围缺血导致无氧代谢增加，局部Lac生增多，加之iNPH会有CSF流体力学的改变，其CSF保持相对静止，二者相辅相成最终导致脑室内Lac增多［17］。另外，因为神经元中的NAA不可再生，故NAA的降低提示神经元的不可逆性损伤，NAA相对较高的患者的神经损伤较少，预后相对更好，所以iNPH患者大脑半球白质中NAA／Cr和NAA／Cho比值可以用于预测iNPH患者的分流效果，术前NAA／Cr和NAA／Cho比值相对较高的患者分流术后症状的改善更加明显。除此之外，有研究认为iNPH患者丘脑NAA和总N-乙酰天门冬氨酸的绝对值与健康对照组相比均出现降低，由于丘脑与运动的关系十分密切［18］，这一发现为iNPH发病机制的解释提供了证据。

2.4 弥散张量成像 弥散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）是用于检测大脑白质微观结构的敏感工具，通过检测水分子的弥散方向来反映白质传导束的走行，并将所检测感兴趣区内的水分子的扩散各向异性用各向异性分数（fractional anisotropy，FA）值量化，以此研究不同部位传导束的压迫或白质病变程度。早在NPH这一概念被提出时，Adams就认为步态障碍可能是由于扩大的侧脑室机械性压缩神经传导束造成的［1］。随着DTI技术的发展和临床应用，这种假设被人们所逐渐认可。由于沿着压缩的传导束，平行于纤维的扩散增加，而垂直于纤维的扩散降低，所以导致整体FA值增加［19］。Hattori等的传导束特异性分析显示皮质脊髓束的FA值显著增加，Koyama等对皮质脊髓束和胼胝体辐射线额部FA值的研究也得到了类似的结论［20］。使用各向异性颜色编码跟踪技术进行的可视化评价显示，99.4％的iNPH患者的皮质脊髓束直向走行且具有高的各向异性，利用这一点可以与AD相鉴别，并且FA在阈值为0.59时该技术的敏感性为94％，特异性为80％［21］。还有研究认为，站立行走试验的步数与左侧辅助运动区和左侧内囊前支的FA值呈显著的负相关［22］。另一方面，白质病变程度也可以用DTI来评价。iNPH患者前额叶区域的白质FA值降低，由于该区域有一些皮质纹状体功能环路的神经纤维走行（包括高级运动回路），提示iNPH的运动症状可能与该区域胶质细胞增生、神经纤维损失有关［19］。与FA值功能类似的还有表观扩散系数（apparent diffusion coefficients，ADC），二者均可以用于反映功能和解剖结构的完整性，不同之处是前者代表方向性，而后者反映分子的扩散程度。iNPH患者胼胝体膝处的FA值降低而ADC值相应升高，说明此处水的浓度达到了白质病变的水平［19］。目前，DTI技术作为一种新的iNPH检测和鉴别手段而得到各国学者越来越高的重视，其实用性和准确性也逐渐为人们所认可。

2.5 磁共振弹性成像 磁共振弹性成像（magnetic resonance elastography，MRE）是最近被逐渐引入医学和生物学研究的技术，可以用来评估不同部位生物组织的弹性，其基本原理是软组织在受到外力作用下所表现出来的流变学性质可以用弹性元素和粘着元素来建立其生物模型。近来，一些研究将此技术应用于脑部检查，可以达到如同隔着颅骨对脑组织进行“影像触诊”［23］的效果，从而获得对组织性质的深入理解，用于脑积水、AD和肿瘤的诊断。MRE技术需要三种关键组件：①连接到感兴趣组织并使其产生横波运动的声波致动器；②使用锁相循环运动敏梯度将运动编码为MR图像相位的脉冲序列，如PC-MRI；③运用测得的位移计算组织横波分布的反演算法。脑实质水含量的变化导致组织硬度的改变，这种改变的程度可以用MRE来测量，以此来评估脑积水的脑组织生物力学特性，进而对iNPH的诊断和治疗效果评价起到一定的辅助作用。MRE剪切模量μ和a两种参数分别反映脑组织的硬度和组织的机械属性［24］。iNPH患者与分流术后与术前相比，其脑组织的μ值和a值均降低，其中μ值的降低说明组织在慢性压力作用下的退行性改变，并且在持续CSF引流后μ值并不发生改变，该现象提示iNPH的组织退行性变化不可逆；而a值可以在持续CSF引流后逐渐升高并接近正常，说明组织间的空间网络结构可以恢复，换句话说，iNPH患者脑组织间的微小机械连接可以在分流治疗后得以重建，而相对来说，组织的退行性改变不能恢复。因此，a值的变化可以作为一种新的神经影像标记来评价iNPH的治疗效果［24］，反映治疗前后的组织恢复情况。

2.6 放射性核素脑池显像 放射性核素脑池显像由于其操作简单、费用较低、易于推广等特点，临床应用较为广泛，可用于排除梗阻性脑积水的患者。然而脑池显影异常不能预测iNPH患者分流手术的有效性，并且该实验的价值诊断价值有较大争议［25］，所以在 Relkin 等［2］提出的 iNPH 诊断标准中将其列为支持证据而非诊断所必需。

3 不足和展望

目前，临床上常用的iNPH的影像学检查手段仅仅用于证实脑室扩大的程度并排除由于脑萎缩或其他病理原因引起的与该病临床表现类似的疾病，对iNPH的诊断意义不大，且不能用于帮助选择适合分流的患者和预测分流效果，应用范围窄，实用价值低。此文的目的就是探讨和总结概括最新研究中，iNPH的影像学特征和不同神经影像学检查手段在iNPH中的诊断、治疗和预后评价方面的应用价值，为临床提供新方法。虽然这些神经影像学的检查手段具有非侵入性的优势，但不能仅靠某一种手段来进行诊断和治疗，而且存在检查价格昂贵或尚未普及，部分临床医生和放射科技师经验不足等缺陷。然而，本文介绍的检查和评价方法可以提供有效的视觉信息来分析脑组织结构、功能和代谢方面的信息，帮助临床医生全面客观地评价这些方面在iNPH疾病过程中的改变，达到对该疾病的深入了解并合理地选择适合于分流手术的患者，对于临床实践的实用性和指导性有重要意义。如果iNPH的神经影像学诊断的精确性能够得到广泛认可，并满足检查手段易实施、检查费用合理等条件，那么其必将会得到广泛的应用，为iNPH的诊断和治疗保驾护航。

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