多模态成像在交叉性小脑神经机能联系不能中的应用进展*

2018-02-13靳雨综述郭志伟母其文审校

西部医学 2018年12期

靳雨综述郭志伟母其文审校

(南充市中心医院 CT/MRI室，四川南充 637000)

交叉性小脑机能联系不能(crossed cerebellar diaschisis, CCD)又称交叉性小脑失联络，这一概念由1980年Baron等[1]提出,其采用正电子发射计算机断层成像(positron emission tomography, PET)技术的研究率先报道了幕上脑梗死的患者对侧小脑半球血流量及代谢率降低，提出了交叉性小脑代谢抑制，并提出中枢神经系统多种疾病如脑梗死、脑出血、脑外伤、脑肿瘤等均可诱发CCD，其中缺血性脑梗死后CCD现象发生率最高[2-3]。CCD现象出现常常提示预后较差；因此，正确认识这一现象对指导临床用药、功能恢复有重要作用[4]。CCD的发生机制并不明确，可能是血流动力学改变、神经通路抑制、迟发性神经元死亡等[5-6]。多数学者认为，CCD是由于皮质-脑桥-小脑通路(cortico-ponto-cerebellar pathway, CPC)阻断所致[7-8]，CPC通路的抑制是CCD产生的解剖基础。各种造成此通路中断的脑损伤均可导致对侧小脑出现功能抑制，进而产生血流及功能代谢的改变。既往学者关于CCD的研究多使用单光子发射型计算机断层显像(single photon emission computed tomography，SPECT)或PET来探测对侧小脑血流量和代谢改变[10-12]，但由于其价格昂贵、辐射量大、检查时间长、空间分辨率不高等原因，临床应用有限，使得CCD的报道率大大减少。随着近年来影像学的不断发展，人们对CCD有了更加全面的认识。现对CCD的多模态成像予以综述。

1 脑灌注技术在CCD诊断中的应用

灌注是指单位时间内通过一定组织的血容量，其定量单位为每分钟100g组织有多少毫升血液。灌注既是组织的重要生理特征，又能反应病变血管的特征。

1.1 灌注加权成像(Perfusion-weighted imaging, PWI) PWI是一种无创性提供脑组织微循环灌注状况的检查技术，近年来，PWI以其绿色环保、无放射性损伤、组织分辨率高等优点得到了较快的发展，已成为临床评价灌注的主要技术。根据成像原理，MRI PWI分为动态磁敏感对比增强(dynamic susceptibility contrast, DSC)和动脉自旋标记(arterial spin labeling, ASL)。PWI主要通过测量小脑半球血流量(cerebral blood flow, CBF)、血容量(relative cerebral blood volume, CBV)、平均通过时间(mean transit time, MTT)及达峰时间(time to peak, TTP)的变化分析是否存在幕上脑损伤后对侧小脑半球脑血流的降低，以此评估CCD的存在。

PWI检测脑梗塞后CCD现象国内外均有报道。CCD现象在PWI成像中表现为对侧小脑半球达峰时间延长及血流量下降[13]。Lin等[14]通过1.5T MRI DSC-PWI对301例急性期脑梗死患者进行回顾性分析，发现有47例患者对侧小脑半球TTP明显延长，定量分析发现病灶对侧小脑半球rCBF值显著下降约(22.75±10.94)%。Chen 等[15]纳入46例亚急性期幕上脑梗塞患者行ASL检查，发现有24例存在CCD现象，平均检出时间为脑梗塞后(11.75±4.52)天。同样，国内学者王琳琳等[16]通过DSC-PWI技术研究38例幕上急性期脑梗死患者对侧小脑灌注改变情况，发现16例(42%)患者rTTP延长，较健侧延长约(133.28±70.25)%，rCBF、rCBV较健侧减低。

幕上脑损伤后远隔小脑出现CCD现象与病程长短、病灶体积、部位及病灶所累及低灌注范围的相关性目前还不甚清楚。林亚南等[17]通过DSC-PWI探测急性幕上脑梗塞的DWI病变体积与对侧小脑血流量改变关系，发现CCD阳性的患者较CCD阴性的患者幕上脑梗塞DWI病变体积显著升高。同样，王美豪等[18]及Chen 等[15]认为幕上梗塞范围越大，对侧小脑半球血流灌注就越低，尤其以大脑中动脉深支供血区梗塞显著。而Liu等[19]认为虽然幕上梗塞面积较大者存在明显的CCD现象，但统计结果显示两者相关性较差。黄泽春等[20]通过3D-ASL观察脑梗塞患者血流灌注情况，发现幕上脑梗死范围与对侧小脑半球低血流灌注无显著相关性。Fu等[21]研究也发现CCD的发生与幕上病灶体积及低灌注程度无关。张悦等[22]通过CT灌注分析亚急性期脑出血患者的CCD现象，发现CCD阳性组与阴性组间血肿体积及幕上CBF最大灌注缺损面积差异均无统计学意义，分析认为CCD的严重程度与发病时间有一定相关性。

ASL是近年新兴的无需造影剂的MRI灌注技术，以血管内水作为内源性对比剂。ASL灌注成像因其无创、可定量分析全脑的脑血流量及可重复性好等获得广泛应用。Detre等[23]指出由于磁性标记的短暂性、不同的标记率、磁化转移效果、血液T1信号及大脑血流状态等都可能影响灌注测量值，建议测量双侧小脑半球CBF值进行比较以弥补ASL技术测量CBF出现的误差[24]。

1.2 CT灌注(CT perfusion, CTP) CTP是通过静脉团注对比剂后，对全脑或选定层面连续动态扫描，然后根据数学模型计算出灌注参数，CBF、CBV图用于观察脑血流量及血容量变化，MTT、TTP图可观察脑组织开始强化和达峰时间的改变[25-26]。CTP有方便快捷、图像空间分辨率高、禁忌症少及价格低等特点，在脑血管病，特别是脑出血等急症的研究中具有较大的优势[21,27]。以往关于CCD的研究以脑梗塞为主，关于脑出血后的CCD研究较少。

张悦等[22]采用全脑CTP对86例亚急性期幕上脑出血患者继发CCD进行研究，发现CTP可以探测到CCD且CBF最敏感，在CCD阳性组中，对侧小脑半球出现灌注参数异常情况如下：CBF35例、CBV32例、TTP26例、MTT16例。分析还发现CCD的发生可能与血肿所处时期有关，而与血肿体积、严重程度无关。Fu 等[21]通过320排640层CT进行一站式CTP检查，62例脑出血患者中有14例CCD阳性(其对侧小脑半球的CBF、CBF减低，或TTP、MTT延长)，且认为幕上病灶的体积、行为学评分及幕上低灌注状态均与CCD的发生无关，分析认为可能与幕上血肿对皮质CPC的压迫有关。刘帅良等[28]通过CTP研究发现慢性脑供血不足患者也存在CCD，CBF、CBV较对侧减低，TTP缩短，MTT延长，差异均有统计学意义。分析认为可能是幕上血流量降低而导致神经信号传递减少，致使对侧小脑相应区域反应与应答功能减弱。目前，CTP在CCD中的研究较少见，相信在以后的发展中会有更好的前景。

2 扩散张量成像(Diffusion tensor imaging，DTI)

DTI是测量组织中水分子扩散运动的成像技术，可无创地检测活体组织的微结构改变及纤维束完整性，能提供组织中水分子扩散的范围、方向信息，因此能重建出白质纤维的三维图像[29]。各向异性分数或部分各向异性(fractional anisotropy, FA)是DTI的参数之一，反应水分子扩散各向异性成分与整个扩散张量的比值。多数学者通过测量患侧及对侧的FA值，发现患侧FA值明显低于对侧。

林亚南等[30]通过DTI检测小鼠大脑中动脉供血区梗死核心远隔区域的扩散参数变化情况，结果发现双侧小脑半球FA值均降低，12小时降至最低，对侧小脑半球较同侧小脑半球降低更明显。分析认为FA值反映组织内水分子扩散的程度和方向，FA值的降低表明相应区域神经纤维束的排列失去了方向性和一致性，因此远隔小脑FA值的降低可能提示了神经传导通路的障碍，特别是与CCD相关的CPC解剖通路的损伤。Kim等[31]对22例慢性脑梗塞患者行DTI检查并重建纤维束，发现对侧小脑半球FA值较同侧显著减低，而CPC纤维显示完整。同样，国内学者黄泽春等[20]对1例CCD阳性的脑外伤患者行DTI检查，其重建的CPC显示良好。因此，DTI能够在病变出现大体形态学改变之前，更为精确地显示其超微结构的改变。

3 扩散加权成像/表观弥散系数(Diffusion-weighted imaging, DWI/ Apparent diffusion coefficient, ADC)

DWI作为一种可以评价水分子扩散特性的成像技术，将水分子的微观运动与组织的病理生理改变相结合，能早期发现CCD引起的损伤[32]。它具有成像速度快、非侵入性的特征，在神经系统已得到较广泛应用。ADC值较DWI图像更加客观地量化了组织水分子弥散运动能力。

国内有学者通过ADC值研究大鼠大脑中动脉梗塞后远隔小脑的变化，发现对侧小脑半球ADC值显著减低，证实CCD现象存在[33]。Lacout等[34]对1例癫痫持续状态的患者行脑DWI检查，发现对侧小脑半球皮质出现DWI及ADC值异常改变。李伟等[35]为1例癫痫持续患者行DWI检查，发现其右侧大脑半球沿皮质分布弥漫性高信号、左侧小脑半球高信号，提示癫痫致小脑神经机能联系不能的存在。该研究与Zaidi团队的研究结果相同[36]。分析认为可能是癫痫患者中枢神经兴奋性增高导致CPC通路过度传导而引起损伤。

4 磁共振波谱成像 (Magnetic resonance spectroscopy, MRS)

磁共振波谱成像是利用磁共振现象和化学位移作用进行特定原子核及其化合物定量分析的方法。1H-MRS是目前少有的无创检测活体细胞代谢水平的非侵入性技术，能够检测人体多种器官、组织代谢变化[37]，而CCD现象也可以通过1H-MRS的改变来反应。正常人脑的1H-MRS有5个较明显的共振频谱波峰：N-乙酰天冬氨酸(N-acetylaspartate, NAA)是神经元的标志物；胆碱复合物(choline containing compounds, Cho)反应细胞膜的更新状态，升高提示细胞更新加快；肌酸(creatine, Cr)降低代表代谢增加，增加代表代谢降低；肌醇(myoinositol, MI)脑内神经胶质细胞的标志物；谷氨酰胺和谷氨酸复合体(Gln+Glu)在脑组织缺血缺氧及肝性脑病时增加。目前通过MRS进行CCD的相关研究文献较少。

Chu等[38]通过1H-MRS研究脑梗塞患者的CCD现象发现梗塞对侧小脑半球的NAA表达较正常组明显减低，Cr/NAA增加。国内学者胡子龙[39]对大鼠急性大脑中动脉梗塞后远隔小脑区域代谢改变进行研究，发现幕上梗塞后对侧小脑半球组织NAA、Glu、Cr等代谢物含量较假手术组明显降低，γ-氨基丁酸(GABA)、谷氨酰胺(Gin)、乳酸(Lac)、胆碱(Cho)等代谢物含量则明显升高。分析原因认为脑梗塞后通过CPC通路传导的信号减少导致对侧小脑半球神经的NAA信号减低。

另外，有学者研究桥脑梗塞运动功能受损患者的静息态fMRI是否能够显示解剖病变后导致的大脑-小脑脑区之间的功能连接异常。研究发现患侧大脑-小脑功能连接明显减低，而健侧大脑-小脑功能连接保持正常[40]，这说明CCD现象不仅表现为脑血流及代谢降低，也表现为小脑与大脑的功能连接的减低。