DTI及DTT技术在小量高血压性基底节区出血运动功能预后评估中的应用

肖国辉 李经纶 曹付强 扶 宇 王本瀚

目前，高血压性脑出血发病率较高，是一种起病急、致残率和病死率较高的疾病[1]，基底节区是最常见的出血部位。磁共振弥散张量纤维示踪技术（diffusion tensor tractography，DTT）是在磁共振弥散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）的基础上进一步发展而来，可以通过评估皮质脊髓束（corticospinal tract，CST）的变化预测基底节区出血病人的运动功能的预后[2]。本文探讨DTI 及DTT 技术在小量（＜30 ml）高血压性基底节区出血（hypertensive basal ganglia hemorrhage，HBGH）病人运动功能预后评估中的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 入选标准：发病3 d内入院的单侧HBGH；出血量＜30 ml；既往无中枢神经系统疾病及运动障碍有关的其他疾病，如颅脑损伤、脑梗死等；病人及家属自述发病前肢体活动正常，发病后出现运动功能障碍；保守治疗；能够配合行DTI 检查；年龄50～60岁。排除标准：入院前及发病3个月内有呼吸系统、消化系统、心血管系统严重影响治疗及预后的并发症；发病3 个月内发生CST 损伤及运动功能障碍相关的疾病；血肿累及双侧基底节区；发病3个月内死亡。

2018年5月至2020年5月中国人民解放联勤保障部队第988 医院收治符合标准的HBGH 共18 例（观察组），其中男10例，女8例；平均年龄（56±2.83）岁；左侧9例，右侧9例；血肿量2～25 ml，平均（12.5±7.4）ml。

另从联勤保障部队第988医院正常人数据库中选取10 例为对照，其中男5 例，女5 例；平均年龄（56.3±3.13）岁（入选标准：①头颅CT及MRI平扫+增强未见异常；②医院体检无正常；③年龄50～60 岁；④既往无中枢神经系统疾病）。

1.2 检查方法 采用SIEMENS Trio 3.0 T 超导磁共振扫描仪。扫描参数：重复时间为6 000 ms；恢复时间为103 ms；视野230 mm×230 mm；矩阵154 mm×192mm；层厚3.0 mm；层距0；b值0和1 500 s/mm2；方向数12；傅里叶转换6/8。

1.3 图像处理 使用FSL 数据包处理各项异性分数（fractional anisotropy，FA）等DTI 参数，使用德国BrainLAB神经导航系统重建纤维束，设定FA最小阈值为0.4，追踪长度设置为40 mm。将患侧及健侧CST条目数的两个感兴趣区中的一个放置在内囊后肢，另一个放置在脑桥的基底部，追踪CST并测定纤维束数目，将测定FA值的感兴趣放置在内囊后肢[3]。

发病3 d 内行DTI 扫描并进行DTT 重建，由2 名经验丰富的医师选取感兴趣区并检测获取健侧及患侧的CST 条目数及FA 值，取平均值。依据DTT 中CST与血肿的关系分为0～3级：0级，CST未受水肿及血肿侵及，走形正常；1 级，CST 与水肿及血肿无接触，受压移位（图1）；2级，周围水肿侵CST及但血肿未侵及CST（图2）；3级，血肿侵及CST（图3）。

图1 皮质脊髓束分级1级小量高血压性基底节区出血病人DTI重建示踪图

图2 皮质脊髓束分级2 级小量高血压性基底节区出血病人DTI重建示踪图

图3 皮质脊髓束分级3 级小量高血压性基底节区出血病人DTI重建示踪图

对照组10 例，记一侧CST 条目数与另一侧CST条目数之比与100 的乘积作为对照组相对剩余CST条目数；其中5 例为左侧/右侧，另5 例为右侧/左侧，随机选取。观察组18 例中，9 例左侧基底节出血，9例为右侧基底节出血。记患侧CST 条目数与健侧CST 条目数之比与100 的乘积作为观察组相对剩余CST 条目数；同时测量双侧FA 值，记患侧FA/健侧FA为rFA。

1.4 运动功能评估 发病3个月使用Fugl-Meyer运动功能评定量表（Fugl-Meyer assessment，FMA）评估运动功能预后[4]，分为4 个等级[5]：＜50 分为严重；50～84分为明显损伤；85～95 为中度损伤；96～99 为轻度损伤。≥96分为预后良好，＜96分为预后不良。

1.5 统计学分析 使用SPSS 23.0软件分析；计量资料以±s表示，采用t检验；等级资料采用Mann-Whiteney U检验；采用Spearman相关系数分析相关性；使用受试者操作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线分析CST 条目数、rFA、CST 分级预测运动功能预后的准确性；P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 观察组运动功能预后 发病3 个月，FMA 评分50～100分，平均（88.9±12.6）分。18例中，预后良好6例，预后不良12例。

2.2 两组相对剩余CST 条目数、rFA、CST 分级比较与对照组相比，观察组相对剩余CST 条数和rFA 明显降低（P＜0.05，表1），CST 分级显著增高（P＜0.05，表1）。

表1 小量高血压性基底节区出血DTI参数变化

2.3 相对剩余CST条目数、rFA、CST分级与HBGH病人运动功能预后的关系 与预后不良组相比，预后良好组相对剩余CST 条数和rFA 明显增高（P＜0.05，表2），CST 分级显著降低（P＜0.05，表2）。发病3 个月FMA 评分与相对剩余CST 条目数（r=0.809）、rFA（r=0.784）呈明显正相关（P＜0.05），与CST 分级（r=-0.785）呈明显负相关（P＜0.05）。

表2 DTI参数与小量血压性基底节区出血运动预后的关系

2.4 相对剩余CST条目数、rFA、CST分级预测HBGH病人运动功能预后的准确性ROC曲线结果示，相对剩余CST 条目数曲线下面积（area under the curve，AUC）为0.882（P＜0.05），最佳截断值为77.000，敏感度为83.3%，特异度为91.7%；rFA 的AUC 为0.840（P＜0.05），最佳截断值为0.630，敏感度为83.3%，特异度为0.833；CST 分级的AUC 为0.799（P＜0.05），最佳截断值1.500，敏感度为66.7%，特异度为91.7%；3个参数联合的AUC 为0.917（P＜0.05），敏感度为84.0%，特异度为92.1%。见图4、5。

图4 ROC曲线分析DTI参数rFA及相对剩余CST条目数预测小量高血压性基底节区出血预后的效果

3 讨论

基底节区出血导致严重运动功能障碍的原因是CST 损伤，其损伤程度以前往往依靠临床监测病人肌力变化等。DTI是一种无创性评估活体状态下纤维束损伤的方法[2，6]。目前，很多研究采取rFA 评估神经纤维损伤程度。关于rFA测量时感兴趣区的选择，还有争议。有研究认为大脑脚处比内囊后肢处更好[7]，也有研究认为内囊后肢处更好[3]。本文结果显示内囊后肢部位的rFA与HGBH病人运动功能预后密切相关，可以作为感兴趣区。我们主要是认为该区域毗邻出血灶及其水肿区，在早期获得CST 受损程度的形态与数据更为准确。

DTT 是在DTI 基础上重建的三维形态的纤维束。以往的研究主要对CST形态结构破坏程度进行分级，了解其与病人预后的关系。有发现CST 分级越高，病人神经功能恢复越差[8，9]。我们的CST 分级与预后关系的研究结果与上述文献报道一致。通过神经导航系统，我们发现在重建纤维束的同时可以追踪到神经纤维条目数，而这一结果并非实际解剖中的纤维束条目数。Bigourdan 等[10]认为脑卒中后24～72 h 测量的纤维数量比是CST 完整性的替代标志，可以独立预测发病后1年的运动功能预后，特别是对初始严重受损的病人。Jang等[11]发现脑梗死发病（12.71±4.63）d的CST纤维束比值与发病后6个月运动功能显著相关。本文结果显示脑出血后相对剩余CST 条目数明显减少，并且与发病3 个月运动功能预后呈显著正相关（P＜0.05）。因此，神经导航系统追踪的纤维束条目数虽然并非实际人体中纤维的数目，但也可以作为小量HGBH 病人运动功能预后的预测指标。本文将病人年龄控制在一个较小的范围内（50～60 岁），是因为有研究表明神经纤维轴突会发生生理性退行性变[12]，年龄差范围的减小会减少该因素造成的影响。此外，我们使用相对剩余纤维束条目数这一比值，也是为了减少个体差异形成的误差。

图5 ROC 曲线分析DTI 参数CST 分级预测小量高血压性基底节区出血预后的效果

对于幕上出血量＞30 ml 的病人，多采用手术治疗；而对于幕上＜30 ml的病人，多采取保守治疗。主要是因为手术本身也会造成脑损伤，从而影响病人预后。随着科技的进步，手术创伤越来越小。有研究表明，对于幕上20～30 ml的出血，进行立体定向穿刺置管引流术较保守治疗预后好[13～15]。本文18例病人中，出血量＜10 ml 的病人运动功能预后好于10～30 ml 的病人。这也提示对于10～30 ml 血肿可以采用适合的外科治疗，并联合DTI 及DTT 监测手术前后纤维束的变化，进一步研究不同类型手术对CST的影响。

因不同医院可能使用不同型号的高场强磁共振仪，在进行DTI 检查时，参数设置也不相同，且感兴趣区域的选择会受到操作者的影响，所以，目前的各种结论尚无法形成共识去推广应用，还要增加单中心病例数量并和多中心联合开展研究。另外，交叉纤维和部分体积效应也会对仪器检测造成部分影响。

综上所述，在小量HBGH 急性期，进行DTI 和DTT 检查，相对剩余CST 条目数及rFA 值越高预示病人运动功能预后越好，CST 分级越高预示病人运动功能预后越差，三个参数联合较单个指标预测价值更高；其中相对剩余CST条目数具有直观、量化的特点，是一个更好的评估指标。