脑白质病变的影像学研究进展

赵春慧综述 张双彦审校

脑白质病变（White Matter Lesions，WML）由加拿大神经病学家Hachinski等［1］于1987年首次提出，指脑室周围或皮质下区脑白质的弥漫性斑点影像或斑片状影像。WML早期常无症状，晚期可出现认知障碍、双下肢无力、尿失禁、抑郁等表现而显著影响患者的生活质量［2-5］。因此，WML的早期诊断、及时治疗对于提高 WML患者的生活质量意义重大。神经影像学检查在WML早期诊断中有至关重要的作用，其中CT、MRI、弥散加权成像（Diffusion Weighed Imaging，DWI）、弥散张量成像（Diffusion Tensor Imaging，DTI）、磁化传递成像（Magnetization Transfer Imaging，MTI）、氢质子磁共振波谱成像（1H-MRS）、单光子发射计算机体层摄像（SPECT）、正电子发射体层摄像（PET）是目前用于WML临床诊断的主要影像学技术，它们的成像原理不尽相同，分别从结构、功能以及代谢等方面对WML的诊断提供帮助。本文对WML的各种影像学表现特点、主要的影像学分级等的研究进展进行综述。

1 WML的结构影像学特点

结构影像学技术主要包括CT和MRI。WML结构特点从CT到MRI逐渐清晰和全面，是临床应用较多的技术方法。

1.1 WML的CT特点

（1）WML患者两侧大脑皮质下呈现斑点形或弥漫性融合低密度灶，边缘模糊，如月晕状。CT值较正常值低5-10HU，常两侧对称，以脑室周围较明显。（2）早期病灶局限于额叶，之后可向侧脑室周围、枕叶和中央半卵圆中心发展。（3）病情严重患者双侧脑室扩大或脑室周围白质萎缩。（4）脑室壁可参差不齐，毛碎或成碎片状。（5）皮质下弓状纤维和胼胝体很少受累，脑干的脑桥中上部、中央部易受累，较少累及延髓、中脑和小脑。

1.2 WML的 MRI特点

MRI为三维成像，对WML的分辨率优于CT。WML在MRI上显示病灶呈长T1及长T2，即在T1加权像上呈低信号，T2加权像上为高信号，病变部位与CT一致，但较CT更清楚，白质异常面积更大。T2加权像可显示较多病灶，对脑室壁的参差不齐显示更清晰。对 WML的病因、临床表现、治疗方法选择及病情监测等均有重要作用。

2 WML的功能影像学特点

功能影像学技术包括DWI、DTI和 MTI，是 MRI的进步和提高，能早期、敏感、微观地反映WML。

2.1 WML的DWI特点

DWI是在常规MRI基础上施加一对强度相等、方向相反的弥散敏感梯度，利用回波平面等快速扫描技术产生的图像。病变发生2h内即能在DWI上呈现出高信号，而此时常规MRI却无明显改变，因此可通过DWI及时发现新近出现的 WML。Choi等［6］对30例WML所致的痴呆患者行DWI检查，结果发现10例近期有神经系统症状的患者中7例有新发病变，20例近期无神经系统症状患者中4例呈现异常高信号，表明定期对WML患者行DWI检查可动态观察其进展过程。Helenius等［7］通过DWI测定脑白质区域的平均扩散系数值（ADC），结果表明WML的ADC比急性脑梗死高，比慢性脑梗死低，提示ADC可对WML和急、慢性脑梗死进行鉴别。还有研究者通过DWI测量脑白质穹窿部的纤维束ADC增高反映其微观结构损害导致了老年人的情景记忆减退［8］，Viana-Baptista等［9］研究显示，WML 者额区病变严重程度与运动功能障碍呈负相关，即额区的WML越严重，ADC值越高，运动功能损害越严重。

2.2 WML的DTI特点

DTI是在DWI基础上发展起来的成像及后处理技术，其利用组织中水分子自由热运动的各向异性（FA）原理，探测组织的微观结构，研究人体功能变化。DTI是唯一可在活体显示脑白质纤维束的无创性成像方法，可以通过部分FA和ADC来定量测量脑白质纤维束的损伤程度，主要反应为WML越严重，ADC值越高，FA值越低，呈负相关［10］。DTI比常规MRI对WML的检测更敏感，MRI的T2像形似正常区的白质在DTI可能出现FA、ADC改变。DTI对WML所致痴呆患者的影像学表现为额枕束、胼胝体膝部、压部的FA值减低，ADC值增高［11］；阿尔茨海默病（AD）患者主要表现为额、颞叶、海马等部位的FA值减低，ADC值增高。因而可通过DTI检测大脑不同区域的FA、ADC值变化，对两种痴呆进行鉴别。

2.3 WML的 MTI特点

MTI是一种利用自由运动的水质子和相对固定的大分子质子之间交叉弛豫和交换机制，反映组织特异对比的磁共振成像技术。髓鞘是脑磁化传递作用的主要因素，通过测定磁化传递率（MTR）大小来检测髓鞘的完整性，进而诊断脑白质纤维束的损伤程度，MTR值越低，纤维束损伤越严重。使用MTI进行 WML的研究较少，Tanabe等［12］采用 MTI评价WML所致血管性痴呆患者的脑白质纤维素损伤情况，发现侧脑室周围脑白质的MTR值低于对照组，而白质总的MTR却与对照组无差异，表明侧脑室周围的WML更严重。但Ropele等［13］研究结果却表明WML的严重程度与全脑的MTR值减低有关，而与局部MTR减低无关。Venkatraman等［14］联合MTI和DTI观察 WML患者形似正常区域的脑白质，发现其MTR减低与其数字处理速度下降有关。

3 代谢影像学特点

代谢影像学技术主要从某些物质在组织中的代谢变化反映WML的程度，较结构影像学更早地对 WML进行诊断。

3.1 WML的1 H-MRS特点

1H-MRS利用磁共振现象和化学位移作用进行一系列特定原子核及其化合物分析，是目前唯一无创性直接检测活体组织内化学物质动态变化和代谢改变的成像方法。由于生化指标和代谢信息的改变早于形态学变化，因而利用1HMRS能比结构影像学更早地对WML进行诊断，目前临床上常用该技术方法测定组织N-乙酸天门冬氨酸（NAA）、胆碱 （Cho），肌酸（Cr）、肌醇（MI）和乳酸（Lac）水平变化。Auer等［15］发现 WML患者T2WI上白质异常区与正常区的NAA、Cho、Cr均有下降，表明 WML尚未出现形态学改变之前，脑白质的代谢已经发生了改变。Gasparovic等［16］研究表明WML患者的执行能力减退与Cr、NAA代谢降低有关，而与WML的体积无关，从而解释了传统头颅MRI出现广泛WML患者没有临床症状的现象。Liu等［17］近期通过1H-MRS探测遗忘型认知障碍和血管性认知障碍但无痴呆患者脑部代谢变化，结果表明遗忘型认知障碍患者主要表现为后扣带回、枕叶白质NAA、MI代谢减低，而血管认知障碍患者表现为双侧额叶白质、左枕叶、右侧丘脑背侧NAA、MI代谢减低，分别为AD和血管性痴呆的早期表现，因此有助于指导两种痴呆的早期临床治疗。

3.2 WML的SPECT特点

SPECT是利用发射γ射线的放射性核素进行器官体层显像。在临床研究中，主要以99mTc作为示踪剂检测局部脑血流变化，用于反映大脑不同区域血流灌注情况及功能状态，较早发现亚临床期血流灌流异常。WML在SPECT图像上表现为密度减低，彩色图上可见病灶由正常的红色变为橙色甚至蓝色。Shim等［18］研究表明WML导致的血管性痴呆患者双侧丘脑、扣带回、颞上回、海马回的血液灌注量减少，提示患者存在由严重血管狭窄、长期低血压或严重心脏疾病导致的脑灌注压降低，可能是WML形成的危险因素。Chen等［19］应用SPECT半定量检测AD和 WML所致痴呆患者脑部血流改变，结果表明与AD患者后颞顶区域的血流减少不同，WML导致的痴呆患者主要表现为额区的血流减少。

3.3 WML的PET特点

PET是一种通过放射性示踪剂在人体活动，从而获取脑细胞活动和代谢信息的分子影像学技术。常用作示踪剂的物质包括葡萄糖、神经递质、受体和转运蛋白等。Ihara等［20］通过PET对 WML痴呆和非痴呆患者中枢神经细胞膜中的苯二氮卓受体的配体-氟马西尼（FMZ）的分布体积进行研究，结果发现与非痴呆患者相比，痴呆患者双侧额叶、岛叶、左侧颞枕叶、左侧边缘皮质区FMZ分布体积降低。提示大脑皮质的完整性决定WML患者是否伴有临床症状。Bohnen等［21］采用PET探讨 WML与全脑皮质乙酰胆碱酯酶（AChE）活性之间的联系，结果显示脑室周围WML严重程度与全脑皮质AChE活性呈负相关，表明WML可以使胆碱能投射纤维中断。

4 WML的影像学分级

自从通过CT进行诊断WML以来，通过WML部位及病变程度进行评定的方法也不断得到改进，使得WML的相关研究更具有针对性，用以说明不同部位、严重程度与临床症状、危险因素、病理之间的关系。随着MRI的普及，出现了通过常规MRI对WML进行评定的方法，但目前尚无统一标准，广为认可的是CT上的Blennow分级量表和MRI上的Fazekas量表。

4.1 CT分级

Erkinjuntti等［22］首次凭借 WML在CT上的表现将其分为轻、中、重三级。WML-轻：病变位于侧脑室前角；WML-中：病变位于侧脑室后角；WML-重：病变位于侧脑室体部。随后 Blennow 等［23］和 Tarvonen-Schröder等［24］在此 分级基础上进行了修改。目前广泛认可的是Blennow分级量表（0-3分）：通过WML的范围和严重程度进行计算，总分为范围和严重程度级数的平均值。WML病变范围包括0级（正常）、1级（WML局限在侧脑室前角和后角）、2级（WML存在于侧脑室前、后角及部分半卵圆中心）和3级（WML围绕整个侧脑室周围及大部分半卵圆中心）；WML严重程度包括0级（正常）、1级（病灶呈斑点状）、2级（病灶开始融合）和3级（大片融合病灶）。

4.2 MRI分级

传统的MRI评分方法主要依据WML的病因、病理组织学、功能相关性和成像方法，将WML分为脑室周围白质病变和深部白质病变。目前最为广泛接受的是Fazekas量表（0-6分）：在MRI上评定脑室周围高信号和深部白质高信号，总分为两个部分的级数之和。脑室周围病变包括0级（正常）、1级（病灶呈斑点状）、2级（病灶开始融合）和3级（大片融合病灶）；深部白质病变包括0级（正常）、1级（病灶为铅笔线状或帽状）、2级（病灶为光滑的晕状）和3级（病灶为不规则延伸至深部白质）。Ki等［25］在MRI上对WML进行了新的分类，即先从病理学角度将WML分为非缺血性WML和缺血性WML；非缺血性WML是指与侧脑室相邻的脑白质病变，位于侧脑室旁3mm以内的脑白质，可能由于脑脊液的渗漏而引起，缺血性WML是位于侧脑室3mm以外的脑白质区域；再根据病因和解剖学的不同将缺血性WML分为近皮质WML（位于皮髓质交界区4mm以内的白质区域）、近脑室WML（位于距离侧脑室3-13mm的白质区域）和深部WML。新的分类方法为研究不同部位WML产生的原因提供了帮助。

5 小结

WML的病因及发病机制虽未完全明了，但随着影像学技术的不断进步和发展，针对WML的病因和发病机制将会有新的发现和更深入的了解，从而为WML的早期诊断提供可靠依据，并据此对WML危险因素进行早期临床干预，减少WML的发生发展，降低WML患病率。

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