多发性硬化白质损伤和灰质病变研究及相关性分析

朱敏　尹燕伟　韦洁如　孙继平　巩晓艳　宋先东

[摘要] 目的 觀察多发性硬化患者脑白质及灰质的病变特点和相关性。 方法 选取2016年3～9月我院收治的多发性硬化（RRMDS）患者30例为观察组，30例志愿者为对照组，身体健康，与观察组年龄相匹配，均采用3.0T核磁共振点分辨波谱（Philips Achieva，荷兰）及扩散张量成像（DTI），同时使用基于体素的形态学技术（VBM）及基于纤维束示踪的空间统计法（TBSS），明确脑白质破坏后的意义及改变与患者脑灰质改变特点。 结果 观察组患者脑白质纤维束广泛性FA值减低，与对照组比较，差异有统计学意义（P<0.05）；患者灰质体积较对照组减少；观察组患者灰质萎缩部位VBM体素大小与白质联络纤维FA值呈正相关，拟合度较好，差异有统计学意义（P<0.05）。结论 观察组患者全脑白质纤维束广泛性损伤，患者灰质的萎缩与白质损伤关系密切，尤其与联络纤维的损伤相关。

[关键词] 多发性硬化；脑白质损伤；脑灰质病变；相关性

[中图分类号] R744.51 [文献标识码] B [文章编号] 1673-9701（2017）11-0065-03

Study on white cerebral matter damage and gray matter disease of multiple sclerosis and correlation analysis

ZHU Min1 YIN Yanwei1 WEI Jieru1 SUN Jiping1 GONG Xiaoyan1 SONG Xiandong2

1.Department of Radiology， Hongqi Hospital Affiliated to Mudanjiang Medical College， Mudanjiang 157011， China； 2.Department of 2nd Orthopedic Surgery， Hongqi Hospital Affiliated to Mudanjiang Medical College， Mudanjiang 157011， China

[Abstract] Objective To observe the pathological features and correlation of white matter and gray matter in patients with multiple sclerosis. Methods Thirty patients with multiple sclerosis（RRMDS） admitted in our hospital from March to September 2016 were selected as observation group， and 30 volunteers who were healthy and matched with the age of the observation group were chosen as control group. All the patients were given 3.0T nuclear magnetic resonance point resolution spectroscopy （Philips Achieva， Holland） and Diffusion Tensor Imaging （DTI）. At the same time， voxel-based morphological techniques （VBM） and tract-based spatial statistics were used to define the meaning and change of white matter after destruction， and the change characteristics of patients with brain gray matter. Results The FA value of white matter fibers in the observation group was extensively decreased， and the difference between the observation group and control group was statistically significant（P<0.05）. The gray matter volume of the patients in the observation group was lower than that of the control group. There was a positive correlation between the size of VBM voxels in the gray matter atrophy site and the FA value of white matter contact fibers in the observation group， and the fitting degree was good， with statistically significant difference（P<0.05）. Conclusion The patients in the observation group have extensive damage in the whole white matter fiber bundle. The atrophy of gray matter in patients is closely related to white matter damage， especially related to the damage of the contact fibers.

[Key words] Multiple sclerosis； White matter damage； Cerebral gray matter disease； Correlation

多发性硬化（multiple sclerosis，MS）是中枢神经系统的一种炎性脱髓鞘为主要病理改变的自身免疫性疾病，男女患病比例为1：2，多见于青中年，该病不仅涉及中枢白质病变，灰质边缘、大脑皮质等区域均发现有硬化斑块[1-2]。MS病程长，病灶多、广，病程进展缓慢，易反复发作，主要表现为时间和空间上的多发性。临床症状多样，患者常有视力下降、肢体麻木无力、排便排尿困难等，首发症状为肢体无力以及感觉异常，其中以感觉异常最多。MS因其致残率较高而受到越来越广泛的关注，患者的生活和工作质量受到严重损害。MRI对于发现MS病灶、诊断及鉴别诊断、治疗以及预后起至关重要的作用，但常规MRI不能及早发现早期病灶及隐匿性损害，一些新的核磁共振成像技术如核磁共振扩散张量成像技术（DTI）等，对于MS的发病机制、病理、治疗及预后等均有很大帮助[3-4]。临床上常用部分各向异性（fractional anisotropy，FA）等描述特征值，FA最为常用，FA值的大小代表水分子扩散的各向异性程度，0～1为取值范围[5-6]。其数值越大代表该方向上各项异性程度越高。MS也存在灰质的病变，灰质萎缩常在MS早期出现并呈进展趋势，并且可能在白质病变前出现，与患者的状态、认知功能、肢体残疾、疲劳状态等临床症状相关。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2016年3～9月我院收治的多发性硬化患者30例为观察组，志愿者30例为对照组，身体健康，与观察组年龄相匹配。观察组男16例，女14例，年龄38～58岁，平均（42.4±3.5）岁，对照组男17例，女13例，年齡36～59岁，平均（41.2±2.9）岁，两组一般资料比较，差异无统计学意义（P>0.05），具有可比性。

1.2 方法

两组均采用3.0T核磁共振点分辨波谱（Philips Achieva，荷兰）及扩散张量成像（DTI），同时使用基于体素的形态学技术（VBM）及基于纤维束示踪的空间统计法（TBSS），明确脑白质破坏后的意义及改变、患者脑灰质改变特点[7-8]。

1.3 观察指标

两组基于纤维束示踪的空间统计法（TBSS）结果对比（对照组和观察组患者脑白质区域纤维束广泛性FA值对比）；观察组、对照组VBM分析（MS患者脑白质的FA值与灰质萎缩的相关性分析）；患者脑白质的FA值与灰质萎缩的相关性[9-10]。

1.4 统计学方法

采用SPSS 18.0软件对所得数据进行统计学分析，计量资料用（x±s）表示，采用t检验，相关性分析采用线性回归分析，P<0.05表明差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组白质平均FA值变化比较

对照组和观察组患者脑白质区域纤维束广泛性FA值对比，观察组患者脑白质区域纤维束广泛性FA值较对照组减低，差异有统计学意义（P<0.05）。见表1。

2.2两组VBM分析

MS患者存在脑灰质体积减少，减少区域为右侧额叶、右侧顶叶、右侧脑岛、右侧枕叶、右侧海马旁回、左侧扣带回，差异具有统计学意义（P<0.05）。

2.3 MS患者脑白质的FA值与灰质萎缩的相关性分析

MS患者脑灰质萎缩部位体素大小与脑白质联络纤维FA值呈正相关，差异具有统计学意义（P<0.05）。见表2。

3讨论

多发性硬化是以中枢神经系统炎性脱髓鞘性病变为主要特点的慢性进行性疾病，属自身免疫性疾病[11]。病灶具时间和空间多发的特点。MRI技术可以发现颅内白质病灶，但对于早期病变及隐匿性损害难以发现，一些新的核磁共振成像技术如核磁共振扩散张量成像技术（DTI）等，对MS的发病机制、病理、治疗及预后等均有很大帮助。应用DTI纤维束成像研究脑内纤维连通性是可靠的。如果脑白质受损，纤维束的连接受到破坏，神经元之间的信号传递受到干扰，会引起相关区域灰质功能的异常，导致神经功能的障碍[12]。脑白质病变可能促进了认知功能的衰退，增加轻度认知功能障碍转化为阿尔茨海默症的风险。临床上常用部分各向异性（FA）、平均弥散率（MD）、径向扩散系数（AD）、横向扩散系数（RD）等描述特征值[13]。FA是DTI在临床上的主要定量指标，FA值的大小与髓鞘完整程度、轴索致密程度、走行一致程度相关，FA值下降常表示该处结构完整性遭破坏，与临床中多种疾病密切相关[14]。

本研究中使用MTLAB工具下的PANDA软件从收集到的DTI数据直接转化，获得TBSS数据。FA值下降提示多发性硬化患者脑白质广泛受累。VBM方法是测量影像数据素大小的方法，现在，VBM方法在帕金森病、精神分裂、癫痫、阿尔茨海默症、抑郁症等方面应用广泛，可以在形态学方面发现常规MRI不能发现探测的脑组织改变，对明确病理机制和监测病情起到巨大的帮助。采用基于体素的形态学测量方法对多发性硬化的脑灰质改变进行研究，较传统的测量皮质厚度更全面、更客观。纤维高度交织的部位更容易出现轴索变性，但有些区域易发生萎缩的原因是该部位、区域较容易形成炎症反应[15]。

综上所述，本研究应用TBSS和VBM方法，发现MS患者存在明显的脑白质纤维束和脑灰质的萎缩，基于纤维束示踪的空间统计方法和基于体素的形态学研究技术对于分析脑白质和灰质有很大作用，可以明确多发性硬化患者全脑白质和脑灰质特点，了解FA值改变的意义和多发性硬化患者脑灰质萎缩的程度和部位，为临床提供更好的诊断思路和方法。

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（收稿日期：2017-02-22）