磁共振成像技术在多发性硬化中的应用

郭 雅，鲍海华

（1.青海大学研究生院，青海 西宁 810000；2.青海大学附属医院影像中心，青海 西宁 810000）

1 常规磁共振成像

MS的病理特征是在限定区域（病变）中的脱髓鞘，病变通常呈椭圆形或椭圆形，多发生于脑室周围、皮层下、胼胝体-透明隔交界处及脑干等，而脊髓病灶好发于颈髓，其次为胸髓。MRI对临床上确定MS的后续进展具有最佳预测价值，例如脑T2病变（数量和体积）和T1病变增强。T1病变增强代表严重的脱髓鞘和不可逆的轴突丢失。新发或扩大的T2病变反映了疾病活动及额外的组织损伤区域，但对MS的病理变化没有特异性。

2 功能磁共振成像

2.1 扩散张量成像

扩散张量成像（DTI）通过利用水在大脑中扩散的不同方向来评估局灶性白质（WM）微结构完整性[1]。白质（WM）损伤是多发性硬化症（MS）早期发生的主要病理过程。WM束的破坏是MS身体残疾和认知障碍的重要预测指标，因此在疾病过程的不同阶段进行量化非常重要，MS病变中发现，DTI的值可能与组织损伤的不同病理特征有关，但在比较急性和慢性MS病变的DTI值时，是矛盾的结果。此外，纵向研究表明DTI在相对较短的时间内对MS组织的损伤演变敏感，结构性损害出现在疾病的初期，距发病不到一年，结构性变化在接下来的5年内达到平稳状态，直到病理过程逐渐累积，才能发现其他WM变化。因此，重要的治疗窗口存在于疾病的早期阶段。

2.2 质子磁共振波谱

质子磁共振波谱可记录来自组织中代谢物浓度的信号，具有提供组织化学病理学特征的独特能力，可观察到各种代谢变化，如N-乙酰天门冬氨酸（NAA）、胆碱浓度的降低以及肌醇的浓度的增高，这些改变表明了轴突损伤。这项技术还可区分急性和慢性MS病变。NAA反映了神经元的数量，健康和生存能力，通常，急性病变中NAA的含量持续下降。病变早期显示胆碱增加，是因为在活跃的髓磷脂分解过程中释放的膜磷脂和乳酸，这一征象可能是受炎症细胞代谢亢进的影响产生。谷氨酸盐浓度通常在活动性病变中增加，表明谷氨酸增加可能与炎症有关，同时谷氨酸介导的兴奋性毒性对MS发病起着重要的作用。

近期集中于研究灰质（GM）中的代谢异常，证实了病理层面GM在MS中的重要贡献。使用质子磁共振波谱能够将谷氨酸的产物γ-氨基丁酸（GABA）与其他代谢物可靠地分离开，这表明感觉运动皮层中的GABA水平降低与进行性MS患者运动功能受损有关，表明该代谢物可能在神经退行性疾病中发挥一定的作用。由于技术上的挑战，利用质子磁共振波谱独特性质的纵向研究依然是有限的。

2.3 磁化转移成像

磁化传递成像（MTI）基于自由水的质子和结合大分子的质子之间的相互作用，提供的一般组织完整性的指标称为磁化传递比（MTR）。MTR下降的程度在急性和慢性WM病变中有所不同。通过监测单个病变体素中MTR变化演变的方法，显示出病变MTR的变化与脱髓鞘和髓鞘再生一致。就临床相关性而言，GM的MTR变化与身体残疾和认知障碍具有一定的相关性，基线GM MTR以及疾病持续时间独立预测了多年后的认知能力下降，证明GM MTR是相似时期后预测认知不良的较为可靠的指标。研究表明MTR能够在皮质水平评估脱髓鞘过程，通过一种能够将皮质分为外带和内带的方法，在各种MS表型的外皮带中检测到降低的MTR值[2]。在另一项实施参数化表面模型的研究中，MTR异常优选位于扣带回皮层，岛状体和深沟中。最近，MTR已作为探索性项目在一些大型多中心临床试验中评估治疗效果。

2.4 磁敏感加权成像

借助R2*弛豫法的新型MRI技术，可以测量MS患者大脑中的铁。它提供了定量数据，对于深部GM，它与铁水平呈线性比例关系，因此被建议作为确定该结构中铁浓度的可靠方法。M. Khalil[3]认为MS中基底节（BG）铁积累增加与疾病的持续时间和严重程度有关，且对照表明铁沉积可能作为该疾病病理生理过程的副产物产生的，不是在MS发生之前产生的。此外，研究表示各种慢性神经退行性疾病中脑铁水平升高，推测它们在其发育中起一定作用。

磁敏感加权成像（SWI）在MS中典型征象之一是“中枢征”，即在大部分MS病变中显示中心静脉，这由于静脉内脱氧血红蛋白的强顺磁性或非血红素铁的存在。病变中发现的铁来于富铁少突胶质细胞的破坏过程中，释放的铁可能会促进炎症活化并通过氧化损伤机制造成神经变性。“中枢征”可能将MS与其他表现MRI WM病变的神经系统疾病区分开。迄今为止，仅在少数情况下评估了其特异性，还需要进一步的研究。此外，SWI对于诊断MS和监测MS局灶性炎症过程也有一定价值。

3 静息态磁共振成像

静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)是一项用于研究区域神经活动和大规模脑网络有前景的成像技术，通过识别具有相似功能特性的大脑GM偏远区域之间的时间相关性来研究BOLD信号中的自发调节，数据更容易获取且可解释性更好。随着脑损伤的进展，失去了在MS早期发现的大脑活动的同步性，这表明皮质重组可能是MS早期但有限的补偿现象。在MS中，探索了默认模式网络[4]（DMN）的功能连接，患有认知功能不全的进展型患者的前扣带回皮层重组，前扣带回皮层和后扣带回皮层的核心减少，后扣带回皮层外周的增加，反映了可能对认知能力的补偿作用。更好的认知能力与小脑，颞中回，枕极和角回的功能连接增强相关，被认为是适应性改变。

磁共振成像对于检测MS脑WM中的局灶性病变非常敏感，它可用于诊断怀疑患有MS的患者，随时间推移进行的疾病监测以及有关治疗后反馈的信息，也是获得早期预后信息的重要工具。常规MRI对疾病的病理研究缺乏特异性，近些年先进的MRI技术产生的惊人发展和应用，为研究MS的病理学提供了更敏感的特异性，提高了我们对MS病理生理学相关机制的深层次理解。然而非常规MRI技术仅在选定的研究中心中用于评估相对较小的患者队列，因此他们在大量MS患者诊断检查中的附加价值仍然需要进一步研究。