视神经脊髓炎脑组织的磁化转移成像研究

何晓非，喻明，聂本刚，周红雨

(1.遂宁市中心医院神经内科，四川 遂宁 629000；2.四川大学华西医院神经内科，四川 成都 610041)

视神经脊髓炎脑组织的磁化转移成像研究

何晓非1，喻明1，聂本刚1，周红雨2

(1.遂宁市中心医院神经内科，四川 遂宁 629000；2.四川大学华西医院神经内科，四川 成都 610041)

目的 应用磁化转移成像技术(MTI)研究视神经脊髓炎(NMO)患者脑组织早期是否存在隐匿性改变。方法选取2008年8月至2010年10月于四川大学华西医院神经内科门诊及住院就诊的27例临床确诊为NMO患者，采用3.0T磁共振技术进行头部MTI检查，并对30例年龄性别相匹配的正常自愿者进行相同序列的扫描。采用SPM2软件进行全脑分析，分别将急性期与稳定期NMO患者全脑灰白质MTR值与相对应的健康对照组MTR值进行独立样本t检验，观察两组是否有差异。结果全脑MTR值比较发现：急性期NMO患者右侧颞叶内侧、右侧基底节区、左侧枕叶、右侧胼胝体部位MTR平均值较健康对照组升高，NMO组MTR值分别为(29.87±1.536)、(35.19±1.237)、(34.52±1.071)、(37.85±1.312)，健康对照组MTR值分别为(28.12±2.097)、(34.47±2.198)、(32.54±1.363)、(35.68±2.137)，差异均具有统计学意义(P＜0.05)。稳定期NMO患者左侧枕叶部位MTR平均值较健康对照组升高，NMO组MTR值为(33.63±1.450)，健康对照组MTR值为(31.96±2.004)，差异具有统计学意义(P＜0.05)。结论NMO患者大脑灰白质可能存在隐匿性损伤，急性期与稳定期NMO患者大脑组织隐匿性改变可能存在区别。

视神经脊髓炎；磁共振成像；磁化转移成像；脑白质；脑灰质

视神经脊髓炎(Neuromyelitis optica，NMO)是一种主要累及视神经和脊髓的特发性炎性中枢神经系统脱髓鞘疾病，典型特征为病情反复发作，早期很少侵犯脑，由Devic首先描述，因此此病又被称为Devic′s病或者Devic′s综合征[1-3]。NMO好发于20～40岁的青年女性，吴卫平[4]报导视神经脊髓炎女男比例高达12.5:1。NMO一般呈急性或亚急性起病，80%～90%的患者呈现反复发作病程[5]，常规NMO患者脑部MRI检查很少见到异常[6]，因此传统认为NMO脑部可能不受累。然而随着功能磁共振广泛应用于NMO的研究后，颅内常规MRI检查看似正常的部位也有可能存在隐匿性的损伤。目前运用磁化转移成像技术(MTI)对NMO脑组织进行研究的报道还很少。磁化传递(Magnetization transfer)是一种选择性的组织信号抑制技术。通过磁化传递技术还可以间接地乃至半定量地反映组织中的大分子蛋白含量的变化。常用指标为磁化传递率(MTR)，根据公式MTR=(Mo-Ms)/Ms× 100%，算出磁化传递率(MTR)，其中：Mo为不添加MT射频脉冲信号时的信号值，Ms为添加MT射频脉冲信号时的信号值。MTR是衡量磁化传递效应的指标，对于评价组织结构完整性非常敏感且是可以量化的一个指标。在中枢神经脱髓鞘疾病中，MTR可以反映髓鞘的完整性，MTR减低反映脱髓鞘和轴索的缺失，MTR升高提示髓鞘再生。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2008年8月至2010年10月于四川大学华西医院神经内科门诊及住院就诊且符合以下纳入及排除标准的27例NMO患者。

1.1.1 纳入标准 (1)NMO患者符合Wingerchuck等制定的2006年修订版[9]的诊断标准；(2)年龄18～65岁；(3)EDSS评分小于7分；(4)急性期患者为病情复发时间1个月以内且未开始行大剂量激素冲击治疗的患者；稳定期患者为急性期使用激素治疗并完全停用激素治疗后至少2个月的患者或使用免疫抑制剂治疗的稳定期患者完全停用免疫抑制剂治疗后至少2个月的患者。

1.1.2 排除标准 (1)常规MRI发现颅内存在典型的MS病灶的患者，或者常规MRI发现颅内存在较多病灶无法排除MS诊断的患者；(2)存在其他神经系统或严重的精神方面疾病的患者；(3)头颅MTI扫描过程中因头部运动过大或其他原因而影响MTI图像质量的患者。笔者总共收集34例患者，27例满足NMO诊断标准，其中7例患者被排除。入组NMO患者总数27例，其中女性22例，男性5例。急性期做MTI扫描的病例20例，稳定期为18例。此外，招募30例年龄、性别、教育程度和病例组相匹配的健康志愿者进行MTI扫描作为对照组。所有NMO患者及健康对照组成员均签署了知情同意书。

1.2 头颅MR磁化转移成像(MTI)检查 采用GE3.0(GE EXCITE，Milwaukee，USA)扫描系统采集所有NMO患者头部的MTI图像，用8通道头部线圈接收信号。扫描之前，为防止因头部移动而影响图像质量的情况发生，固定患者的头部并给患者戴上耳塞以降低噪声干扰。MTI采用单次激发自旋平面回波序列(Single-shot spin-echo EPI sequence)采集。取50层轴面无间隔，片厚3 mm，以覆盖全脑。其他扫描参数：TR=12 000 ms，TE=70.8 ms，NEX=2，FOV=240× 240 mm2，矩阵=128×128。所有研究对象在行MTI检查前均进行常规头颅MRI检查，所采集MRI图像由一位经验丰富的放射科医生阅读，所有纳入的患者常规MRI检查未发现任何异常。

1.3 MTI图像处理 首先对MTI图像使用统计参数图(SPM2)计算得到MTR图像(图1A)。并对其进行标准化处理(图1B)。然后对nMT像进行剥除脑外组织，并以此为模板得到剥除脑外组织后的MTR像(图1C)，最后对MTR进行smooth处理，得到sMTR(图1D)。

图1 原始MTI图像处理

1.4 统计学方法 采用SPM2软件进行全脑分析，分别将急性期与稳定期NMO患者全脑灰白质MTR值与相对应的健康对照组MTR值进行对比分析，使用独立样本t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 一般资料比较 27例患者中，发病年龄18～62岁，平均(37.0±11.37)岁；病程3～120个月，平均(32.7±32.4)个月。EDSS评分1.0～7.0分，平均(3.78± 1.82)分。健康对照组平均年龄为(37.3±10.4岁)，NMO组和健康对照组在年龄、性别构成比等方面的差异均无明显统计学意义。NMO组所有患者均行脊髓MRI检查，主要显示脊髓长T1、长T2异常信号改变，病变累及脊髓节段均≥3个椎体节段。

2.2 脑组织的MTR比较 27例NMO患者头部共进行头部MTI扫描38次，其中急性期扫描20次，稳定期扫描18次。采用SPM2软件将急性期NMO患者与健康对照组全脑MTR值比较发现，急性期NMO患者右侧颞叶内侧、右侧基底节区、左侧枕叶、右侧骈底体部位MTR平均值较健康对照组升高(表1)，差异均具有统计学意义(P＜0.05)(见图2，其中黑色区域代表有差异且有统计学意义的区域)。采用SPM2软件将稳定期NMO患者与健康对照组全脑MTR值比较发现，稳定期NMO患者左侧枕叶部位MTR平均值较健康对照组升高，其MTR值分别为(33.63±1.450)、(31.96±2.004)，差异具有统计学意义(P＜0.05，t=2.309)(见图3，其中黑色区域代表有差异且有统计学意义的区域)。

表1 急性期NMO患者与健康对照组全脑MTR值比较(±s)

表1 急性期NMO患者与健康对照组全脑MTR值比较(±s)

组别急性期NMO组健康对照组t值P值右侧颞叶内侧29.87±1.536 28.12±2.097 3.005 0.005右侧基底节区35.19±1.237 34.47±2.198 2.407 0.02左侧枕叶34.52±1.071 32.54±1.363 2.684 0.012右侧骈底体37.85±1.312 35.68±2.137 3.248 0.003

图2 急性期脑组织MTR比较分析图

图3 稳定期脑组织MTR比较分析图

3 讨 论

NMO患者脑组织是否存在隐匿性损伤，目前尚缺乏病理解剖学的证据，He等[7]通过对NMO患者进行认知功能的研究后发现NMO患者存在认知功能的下降，从侧面说明NMO患者脑组织可能存在隐匿性损伤。随着功能核磁共振技术的应用，既往研究发现，常规MRI显示正常的NMO大脑组织可能存在隐匿性损伤。目前应用于NMO研究最多的fMRI技术为弥散张量成像(DTI)。Yu等[8]应用感兴趣区测量方法发现与脊髓或视神经直接相连的纤维束MD值升高、FA值减低，结果表明NMO表现正常的脑实质存在隐匿性损伤。然而，应用磁化转移成像技术(MTI)对NMO患者看似正常脑组织进行研究的报道却很少，目前仅有两篇研究报道。Filippi等[9]采用MTI研究了8例NMO患者的脑组织后，发现其MTR与对照组比较无明显差异。Rocca等[10]研究了10例NMO患者的脑组织后，发现脑灰质的MTR值降低，而脑白质的改变差异无统计学意义。但Filippi等[9]、Rocca等[10]的研究纳入病例数太少，为此本文扩大了样本量，以求得到更准确的结果。

本文纳入急性期NMO病例20例、稳定期病例18例，同时设立健康对照组进行MTI成像的研究。结果发现：全脑分析时，急性期NMO患者与健康对照组MTR值比较出现右侧颞叶内侧、右侧基底节区、左侧枕叶、右侧骈底体部位MTR平均值较健康对照组升高，差异均具有统计学意义。稳定期NMO患者大脑组织MTI成像研究发现左侧枕叶皮质出现了MTR平均值较健康对照组升高，其余部位未发现有意义的改变。与Filippi等[9]研究结果不同，本文的研究结果与Rocca等[10]研究结果一致，均发现NMO患者脑组织可能存在隐匿性损伤。但与Rocca等[10]研究结果不同的是，本文的研究结果提示NMO患者大脑白质也可能存在隐匿性损害。相比Filipp等[9]与Rocca等[10]的研究，本文扩大了样本量，且分别进行了急性期和稳定期NMO患者脑组织MTI的成像研究，结果更具说服力。

NMO患者大脑灰白质可能存在隐匿性损伤，磁化转移成像可以定量反映出这种隐匿性的改变。NMO患者急性期与稳定期大脑组织隐匿性改变可能存在区别。

[1]Wingerchuk DM,Lennon VA,Lucchinetti CF,et al.The spectrum of neuromyelitis optica[J].Lancet Neurol,2007,6(9):805-815.

[2]Wang H,Dai Y,Qiu W,et al.HLA-DPB1"0501 is associated with susceptibility to anti-aquaporin-4 antibodies positive neuromyelitis optics in Southern Han Chinese[J].Neuroimmunol,2011,233(1/2):181-184.

[3]牛会丛,张星虎.视神经脊髓炎发病机制及治疗策略研究进展[J].中国神经免疫学和神经病学杂志,2013,20(3):208-211.

[4]吴卫平.视神经脊髓炎与多发性硬化的早期鉴别[J].中国神经免疫学和神经病学杂志,2011,18(4):232-235.

[5]Wingerchuk DM,Weinshenker BG.Neuromyelitis optica:clinical predictorsofarelapsingcourseandsurvival[J].Neurology,2003,60(5):848-853.

[6]Pittock SJ,Lennon VA,Krecke K,et al.Brain abnormalities in neuromyelitis optica[J].Arch Neurol,2006,63(3):390-396.

[7]He D,Wu Q,Chen X,et al.Cognitive impairment and whole brain diffusion in patients with neuromyelitis optica after acute relapse[J]. Brain Cogn,2011,77(1):80-88.

[8]Yu CS,Lin FC,Li KC,et al.Diffusion tensor imaging in the assessment of normal appearing brain tissue damage in relapsing neuromyelitis optica[J].AJNR,2006,27(5):1009-1015.

[9]Filippi M,Rocca MA,Moiola L,et al.MRI and magnetization transfer imaging changes in the brain and cervical cord of patients with Devic′s neuromyelitis optica[J].Neurology,1999,53(8):1705-1710.

[10]Rocca MA,Agosta F,Mezzapesa DM,et al.Magnetization transfer and diffusion tensor MRI show gray matter damage in neuromyelitis optica[J].Neurology,2004,62(3):476-478.

Study on magnetization transfer imaging of brain tissue in neuromyelitis optica.

HE Xiao-fei1,YU Ming1,NIE Ben-gang1,ZHOU Hong-yu2.1.Department of Neurology,Suining Central Hospital,Suining 629000,Sichuan,CHINA;2. Department of Neurology,West China Hospital of Sichuan University,Chengdu 610041,Sichuan,CHINA

Objective To investigate whether dormant change of brain exists in patients with neuromyelitis optica(NMO)using magnetization transfer imaging(MTI).MethodsThe clinical data of twenty-seven NMO patients were collected from Department of Neurology in West China Hospital of Sichuan University from August 2008 to October 2010(the NMO group).MTI scans using a 3.0T MRI scanner were performed.Thirty age-and sex-matched healthy control subjects(the control group)were recruited and underwent MTI scan with the same protocol as patients.The whole brain analysis was completed and MT ratio of the whole brain white matter and grey matter in acute and stable NMO patients was calculated through SPM2 software.We respectively compared MT ratio of the whole brain in NMO patients in the acute and stable phase with MT ratio of the whole brain in healthy people.ResultsCompared with control subjects,acute NMO patients had a higher MT ratio in right temporal lobe inside,right basal ganglia,left occipital lobe and right bridging the body through the whole brain analysis[(29.87±1.536)vs(28.12±2.097),(35.19±1.237)vs (34.47±2.198),(34.52±1.071)vs(32.54±1.363),(37.85±1.312)vs(35.68±2.137),respectively]with statistically significant differences(P＜0.05).Stable NMO patients had a higher MT ratio in left occipital lobe compared with control subjects through the whole brain analysis[(33.63±1.450)vs(31.96±2.004)],and the difference was statistically significant (P＜0.05).ConclusionThere may be some dormant damage which could be found by MTI in brain white and grey matter.Dormant change in brain may be different between acute NMO patients and stable ones.

Neuromyelitis optica;Magnetic resonance imaging;Magnetization transfer imaging;Brain white matter;Brain grey matter

R744.3

A

1003—6350（2016）06—0942—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2016.06.029

2015-09-09)

周红雨。E-mail:hyzhou98@yahoo.com