应用磁共振弥散张量成像观察急性脑梗死患者神经纤维束与肢体肌力恢复的相关性

陈明磊，何超明，林 康，庞明武，秦将均，万象新，李志伟

(海南省第三人民医院:1.神经内科；2.影像科，三亚 572000)

应用磁共振弥散张量成像观察急性脑梗死患者神经纤维束与肢体肌力恢复的相关性

陈明磊1，何超明1，林 康1，庞明武1，秦将均2，万象新2，李志伟2

(海南省第三人民医院:1.神经内科；2.影像科，三亚 572000)

目的 探讨磁共振弥散张量成像(DTI)在急性脑梗死患者急性期测得的各异系数(FA)值、表现弥散系数(ADC)值与肢体肌力评分的相关性，旨在分析DTI评价肢体肌力降低的临床价值。方法 收集该院2015年6月至2016年6月诊断为急性脑梗死并接受治疗的患者20例，对所有患者在发病3 d内测定简化Fugl-Meyer运动功能评分并行DTI检查神经纤维束的分布情况，FA值、ADC值的变化。结果 梗死侧FA值、ADC值与健侧对应处比较差异有统计学意义(t=-8.70、-18.70,P<0.05)；梗死侧内囊后肢FA值、ADC值与健侧对应处比较差异有统计学意义(t=-5.16、-5.08,P<0.05)；梗死侧内囊后肢FA值与简化Fugl-Meyer运动功能评分呈正相关(R=0.863，P=0.013)。结论 急性梗死灶与内囊后肢的FA值、ADC值均比健侧正常白质的FA值、ADC值低，内囊后肢的FA值与简化Fugl-Meyer运动功能评分相关性较为紧密。

卒中；脑缺血;磁共振成像,弥散；神经纤维；肌力

脑血管疾病通常是老年人病死和致残的首要原因,具有发病率、致残率、病死率和复发率高的特点,严重影响了老年人的身心健康、生活及生存质量。脑血管疾病中以缺血性脑梗死最为常见,占脑卒中的80%左右,具有复发率高、病程迁延时间较长的特点,患者生活及生存质量低,大量消耗医疗资源,给社会带来沉重的经济负担。

磁共振弥散张量成像(DTI)是一种能够无创显示大脑白质的磁共振成像(MRI)技术。随着该技术的发展，其在中枢神经系统疾病方面的研究得到越来越多的重视。缺血性脑卒中属于最常见的脑血管意外之一,患病率约为732.3/10万。

正确应用DTI技术能加深对疾病发生、发展过程中白质纤维束损伤的动态认识[1]。DTI对脑梗死发生、发展的各个阶段进行循证医学研究有引导作用，可在超早期选择大剂量药物治疗以减少缺血半暗带对邻近白质纤维束造成进一步损伤的可能性，或是作为活体组织的一个观察、收集、分析的数据，为未来立体定位下的神经修复奠定基础。

DTI的神经纤维束示踪是对白质纤维束的一个完整性的敏感评价[2],可以定时定量地对组织内水分子的弥散特性在三维空间内分析，是目前惟一的非侵入性反映活体脑白质纤维束形态学的方法，其中部分各异系数(fractional anisotropy,FA)值是DTI示踪成像的主要量化指标[3]。本研究在急性脑梗死患者发病3 d内监测患侧FA值、表现观弥散系数(apparent diffusion coefficient,ACD)值并与健侧进行比较，分析患侧FA值、ADC值与简化Fugl-Meyer运动功能评分的相关性，旨在证明DTI对于急性缺血性脑卒中的诊断价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取本院2015年6月至2016年6月住院接受治疗的急性脑梗死患者20例，进行回顾性分析，其中男15例，女5例，年龄49～83岁，平均(64.40±10.53)岁。发病3 d内，经DTI检查了解锥体束神经纤维的分布情况，并测定FA值、ADC值。

1.2 方法 患者均采用西门子公司1.5T磁共振进行头部扫描，头部线圈为主要信号部件，在发病72 h内接受MRI、磁共振弥散加权成像(DWI)、DTI检查，采用快速自回旋波序列、单次激发平面回波，层厚5 mm，b值为60 s/mm2和1 210 s/mm2，矩阵128 mm×128 mm。采用配套工作站的西门子看图软件进行DTI图像处理，记录重建FA值和ACD值，在梗死侧及健侧、内囊后肢及健侧，同样获取彩色纤维束重建三维图。并同一时间内采用简化Fugl-Meyer运动功能评分评定患者肢体功能情况。

2 结 果

2.1 脑梗死72 h梗死侧与健侧FA值、ADC值比较 梗死侧FA值较健侧对应处低，差异有统计学意义(t=-8.70,P<0.05)，梗死侧ADC值较健侧对应处低，差异有统计学意义(t=-18.7,P<0.05)，见表1。

表1 梗死侧与健侧对应处的FA值与ADC值比较

2.2 脑梗死72 h内梗死侧与健侧内囊后肢感兴趣区FA值与ADC值比较 选取内囊后肢作为感兴趣区测量梗死侧与健侧FA值与ADC值，梗死侧内囊后肢的FA值与ADC值均表现为明显减低，差异有统计学意义(t=-5.16、-5.08,P<0.05)，见表2。

表2 梗死侧内囊后肢与健侧内囊后肢的FA值与ADC值比较

2.3 脑梗死72 h内DTI数值与简化Fugl-Meyer运动功能评分的回归分析 将患侧梗死灶和内囊后肢的FA值、ADC值与简化Fugl-Meyer运动功能评分进行直线回归分析发现，梗死侧FA值，梗死侧内囊后肢FA值、ADC值与简化Fugl-Meyer运动功能评分呈正相关。梗死侧ADC值与简化Fugl-Meyer运动功能评分呈负相关。其中梗死侧内囊后肢FA值与简化Fugl-Meyer运动功能评分的相关性最高。见表3。

表3 梗死灶的FA值与ADC值与简化Fugl-Meyer运动功能评分的直线回归分析

3 讨 论

DTI是MRI的一种特殊形式，其通过水分子的移动方向来进行成像，可以评价脑白质的各向异性[4]。FA值是水分子各向异性成分占整个弥散张量的比例，取值0～1之间。0代表弥散不受限，而对于非常规则并具有方向性的组织，FA值大于0，大脑白质纤维FA值接近1。ADC值反映水分子的扩散程度，即所有方向上的水分子扩散大小的平均值[5]。

Dacosta-Aguayo等[6]研究发现，健康人群的大脑半球两侧的FA值及ADC值比较无明显差异性。在急性脑梗死中患者的缺血灶FA值、ADC值会在短时间内逐步降低[7]，梗死灶中央部位数值降低更为明显。梗死灶周围脑组织FA值、ADC值也较健侧降低，梗死灶不同层面同一位置延续的FA值与ADC值也较健侧有所降低[8]。ADC值在脑梗死急性期及亚急性期降低明显，随着病灶逐渐慢性化及液化，ADC值会持续升高，在梗死后10 d左右，ADC值会因为由低值逐渐升高，从而出现“假正常期”。FA值在脑梗死后降低，随着时间的推移，FA值会持续性降低。

本研究中，梗死侧FA值及ADC值均较健侧对应处低，梗死侧内囊后肢FA值及ADC值均较健侧对应处低，表明在脑梗死急性期FA值及ADC值均以下降为显著特征。细胞毒性水肿引起的胞内外水分子分布的变化，使水分子弥散运动受限，表现ADC值减低，同时改变细胞外的空间位置，影响髓鞘的完整性。皮质脊髓束(corticospinal tract,CST)的准确描绘需要至少两个敏感区域[9]，其中一个在延髓水平，另外一个在脑桥水平，这样就保证了脊髓的运动通路和小脑的感觉通路有完整的传导。而运动通路的传导仍具有一定的不确定性。本研究中发现，梗死侧与梗死侧内囊后肢感兴趣区的两个数值均与简化Fugl-Meyer运动功能评分有关，而关键位置(梗死侧内囊后肢感兴趣区)与运动量表评分的关系更为紧密。内囊后肢对运动的调节功能可以表现在对运动信息进行输入、输出及整合[10]。有研究表明：CST部分或完全受损的患者病灶同侧内囊后肢处神经纤维FA值下降程度较大，Fugl-Meyer运动功能评分较低；CST未受损的患者病灶同侧内囊后肢神经纤维FA下降程度较轻，简易Fugl-Meyer运动功能评分较高[11]。

急性梗死灶的细胞水肿，造成组织结构的改变，影响白质纤维束的空间结构，弥散FA值和ACD值反映了缺血损伤的严重程度，可能与神经细胞肿胀、细胞膜改变有关[11]。陈旧缺血灶与新发缺血灶的数值有一定区别，随时间改变，FA值及ADC值有恢复的可能[12]。

急性脑梗死患者的FA值、ADC值的变化与CST穿行过程中的损伤伴随运动功能缺失具有一定的规律，因此可以较为准确地判断肢体肌力的变化，若缺血灶不完全位于功能部位，或病灶仅仅对白质纤维束造成压迫或无破坏，或不是完全破坏，则恢复较为理想。而完全损伤功能部位，该区FA值、ADC值下降明显，预后较差，可为临床判断预后提供一定依据。

[1]刘中华，吴文军，曾进胜,等.弥散张量成像观察皮层下脑梗死后海马相关神经纤维继发性损害[J].中国神经精神疾病杂志，2013,39(7):391-395.

[2]Kalinosky BT,Schindler-Ivens S,Schmit BD.White matter structural connectivity is associated with sensorimotor function in stroke survivors[J].Neuroimage Clin,2013,2:767-781.

[3]Lee HM， Kim M， Suh SI.Lesions on DWI and the outcome in hyperacute posterior circulation stroke[J].Can J Neurol Sci，2014， 41(2):187-192．

[4]宋建波，杨晓棠，彭琨,等.磁共振DTI在脑梗死诊断中的应用价值[J].中西医结合心脑血管病杂志,2010,8(10):1196-1198.

[5]Mukherjee P,Bahn MM,Mckinstry RC,et al,Defferences between grey matter and w hite matter water diffusion in stroke:diffusion tensor MR imaging in 12 patients[J].Radiology,2000,215(4):211-220.

[6]Dacosta-Aguayo R,Graa M,Fernández-Andújar M,et al.Structural integrity of the contralesional hemisphere predicts cognitive impairment in ischemic stroke at three months[J].PLoS One,2014,9(1):86-119.

[7]Lee HM,Kim M,Suh SI.Lesions on DWI and the outcome in hyperacute posterior circulation stroke[J].Can J Neurol Sci,2014,41(2):187-192.

[8]Reigmer YD,Freeze WM,Leemans A,et al.The effect of lacunar infarcts on white matter tract integirity[J].Stroke,2013,44(7):2019-2021.

[9]Keser Z,Yozbatiran N,Francisco GE，et al.A note on the mapping and quantification of the human brain corticospinal tract[J].Eur J Radiol,2014,83(9):1703-1705.

[10]Kalashnikova LA,Zueva YV,Pugacheva OV,et al.Cognitive impairments in cerebellar infarcts[J].Neurosic Behav Psychol,2005,35(8):773-779.

[11]刘树学，王本国，莫雪玲,等.磁共振弥散张量成像DTI在脑梗死皮质脊髓束损伤与运动功能转归相关性中的应用研究[J].中国CT和MRI杂志，2011,9(5)：28-31.

[12]张玉琴，董海波，胡斌，等.联合弥散加权成像与弥散张量成像对缺血性小卒中诊断及预后评估的价值[J/CD].中华危重症医学杂志(电子版)，2011,4(5):13-18.

The relationship between nerve fiber bundle and muscle strength recovery in patients with acute ischemic stroke observed by magnetic resonance diffusion tensor imaging*

ChenMinglei1,HeChaoming1,LinKang1,PangMingwu1,QinJiangjun2,WanXiangxin2,LiZhiwei2

(1.DepartmentofNeurology;2.DepartmentofRadiology,theThirdpeople′sHospitalofHainan,Sanya,Hainan572000,China)

Objective To investigate the correlation between FA value,ADC value and limb muscle strength score measured by magnetic resonance imaging in patients with ischemic stroke,aims to to analyze the clinical value of magnetic resonance imaging in limb muscle strength.Methods Twenty patients with acute cerebral infarction and treated from June 2015 to Junly 2016 were recruited from This hospital,and the simplified Fugl-Meyer motor function score was observed for all patients within 3 days.Tensor imaging examination was conducted to observe the distribution of nerve fiber bundles,FA value,ADC value changes.Results The FA value and ADC value of the infarct side were significantly different from those of the contralateral side(t=-8.70,t=-18.70,P<0.05);There were significant differences in FA value and ADC value between the infarcted ventricle hind limbs and the contralateral side of the infarcted ventricle(t=-5.16，t=-5.08,P<0.05).The FA value of the infarcted ventral hind limbs had positive correlation with the simplified Fugl-Meyer motor function score(R=0.863，P=0.013).Conclusion FA value and ADC value of acute infarct and internal hindlimb are lower than FA value and ADC value of contralateral normal white matter.The FA value of internal capsule hind limbs is closely related to the simplified Fugl-Meyer motor function score.

stroke;brain ischemia;diffusion magnetic resonance imaging;nerve fiber;muscle strength

海南省卫生计生行业科研项目(14A200079)。

陈明磊(1986-)，主治医师，硕士，主要从事神经内科研究。

10.3969/j.issn.1671-8348.2017.23.011

R743.3

A

1671-8348(2017)23-3203-03

2017-01-26

2017-03-17)

论著·临床研究