弥散张量成像对高血压前期患者隐匿性脑损伤的临床研究

陈培强， 唐子东， 郭光远， 董 凯， 林少华， 姜 领， 于伟红， 许毛峰

高血压是脑血管事件的重要独立危险因素之一。血压与脑血管疾病的事件之间具有持续的相关性，其对靶器官的损害是早期、严重和潜移默化的。弥散张量成像(diffusion tensor imaging，DTI)是研究脑部灰白质结构的一种新的磁共振成像方法。目前已经应用于脑组织结构及白质病变的研究。既往研究［1，2］已确定在老年人中，年龄和血管危险因素对脑损伤的影响。但是，在临床未出现明显严重病变之前，50岁以上人群中不同血压水平对脑组织是否有影响目前尚未得知。本研究试图运用弥散张量成像(DTI)定量研究不同血压水平的变化对无症状正常人脑白质部位的各向异性特点，以期了解前期高血压水平的变化对无症状正常人脑组织隐匿性损伤的结果。

1 对象与方法

1.1 研究对象 入选我院2012年5月～2012年10月于我院查体科行正常体检年龄相仿者的60例，其中男31例，女29例。年龄平均40±1岁。入选标准:(1)临床无头晕、头疼、眩晕等症状以及认知、情感功能的障碍。(2)常规 T1WI、T2WI、T2FLAIR及DWI等序列均未见异常。(3)无药物以及酒精依赖，无精神病史。(4)年龄40岁左右。(5)入组患者均除外先心病，风心病，心肌、心包疾病，无肝肾功能损害及内分泌疾病，无继发性高血压病史。

1.2 研究方法 将入选患者根据JNC-7按照血压水平分为3组:正常血压水平组(血压＜120/80mmHg)20例;高血压前期组(SBP/DBP 130～139/80～89mmHg)20例;高血压组(血压≥140/90mmHg)20例。入组高血压病史者均无用药史。所有入组患者均签署患者知情同意书并同意进行试验研究。对研究对象均进行身高、体重、腰臀比测定，并于晨起空腹采静脉血检测糖化血红蛋白、胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白。受试者静息5min以上，以汞柱血压计测量右上臂坐位血压，3次取其平均值。临床资料见表1。

1.3 试验仪器 GE Signa 3.0TMRI超导磁共振扫描仪，8通道NV线圈，最大梯度场强40mT/m，最大梯度切换率150T/(m.ms)。

1.4 扫描参数 常规T2WI:FRFSE序列，头线圈，视野24cm ×24cm，TR 3000～10000ms，TE 90～160ms，BW 20.83，矩阵 256 ×256，激励次数 3，层厚5mm，间距1.5mm，扫描时间1’50”～2’30”。DTI:采用两个扩散敏感系数B1=0s/mm2，B2=1000s/mm2，扫描方向13个，头线圈，视野24cm×24cm，TR 8000ms，TE 14.6ms，TI 500 ～ 2000ms，翻转角90。，BW 62.5，矩阵 256 ×256，激励次 4，层厚 5mm，间距1.5mm，扫描时间7’50”。

1.5 数据采集 取样部位:由两组放射专业医师双盲法根据T2WI形态学特点定出兴趣区(ROI)大于20mm3，ROI应远离颅骨、颅底等部位，严格选择相同组织成分的相应的解剖结构取样。本组ROI取样于胼胝体膝部、胼胝体压部、内囊前肢、内囊后肢、豆状核、背侧丘脑、额叶白质、侧脑室前角周围白质、侧脑室后角周围白质、半卵圆中心、枕钳与侧脑室内脑脊液。取样包括了脑部灰质:皮质灰质(颞叶灰质)、脑内灰质核团(背侧丘脑与豆状核);脑部白质:联合纤维(半卵圆中心)、连合纤维(胼胝体、枕钳)、投射纤维(内囊)。

DTI取样参数:表面扩散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)、各向异性分数(fractional anisotropy，FA)。

1.6 统计学分析 对所采集的DTI数据利用GE公司提供的functional 2.1统计软件进行处理，重建出ADC、FAI图以及彩色张量图。对ROI的计量数据用±s进行统计。对ROI的ADC、FA值分别行方差分析。用SNK法进行多重比较(如果不满足方差齐性，则行稚和检验)。应用SPSS14.0统计软件进行分析，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料 以上3组试验人群的性别、年龄、身高、体重、腰臀比、糖化血红蛋白、胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白等资料均无统计学差异(见表1)。

2.2 DTI所见 在ADC图上灰白质均表现为低信号，两者之间无明显区别。脑脊液表现为高信号。FA图显示胼胝体、内外囊等所有不同解剖部位的白质均表现为高信号，且可清晰显示其方向与走行;颞叶灰质与豆状核、背侧丘脑表现为较低信号;脑脊液为明显低信号。在彩色张量图上，不同的脑部白质表现为不同的颜色和强度，表示在不同方向上不同白质各向异性的差异。

2.3 3组试验者脑灰白质的ADC变化 同组试验者不同部位脑灰质ADC值比较差异具有显著性意义(P＜0.05);脑白质:各解剖部位白质所得ADC、FA值显示除枕钳与内囊后肢、半卵圆中心在ADC上比较差异具有显著性意义外，其余白质间ADC值差异无显著性意义;高血压前期组、高血压组与对照组比较:不同分组，相同部位的ADC值如侧脑室前角、后角周围白质、半卵圆中心与额叶白质差异有统计学意义(P＜0.05)(见表2)。

2.4 3组试验者脑灰白质的FA变化 同组试验者不同部位如背侧丘脑与颞叶灰质、豆状核间FA值比较差异有显著性意义(P＜0.05);颞叶灰质与豆状核间FA比较差异无显著性意义。在FA值的比较中，胼胝体膝部与内囊前肢、胼胝体膝部与半卵圆中心、胼胝体膝部与枕钳、胼胝体压部与内囊前肢、胼胝体压部与半卵圆中心、胼胝体压部与枕钳、内囊前肢与内囊后肢、内囊后肢与半卵圆中心、内囊后肢与枕钳、半卵圆中心与枕钳差异均有显著性意义。但在不同分组相同部位的脑白质FA值有变化:内囊后肢、胼胝体膝部、胼胝体压部与半卵圆中心、侧脑室前角、后角周围脑白质以及额叶白质3组间的FA值变化差异有统计学意义(P＜0.05)(见表3)。

表1 3组患者的一般临床资料

T1、P1值为高血压前期组与正常组比较;T2、P2值为高血压组与高血压前期组比较

表2 3组试验者脑部各感兴趣区的ADC值

T1、P1值为高血压前期组与正常组比较;T2、P2值为高血压组与高血压前期组比较

表3 3组试验者脑部各感兴趣区的FA值

3 讨论

弥散张量成像(diffusion tensor imaging，DTI)是研究脑部灰白质结构的一种新的磁共振成像方法。DTI成像通过改变弥散敏感梯度方向测量体内水分子在各个方向上的弥散程度，在三维空间内定量分析水分子的弥散运动，利用所得多种参数值进行成像，最常用的是FA值，即各向异性分数，弥散的各向异性反映了细胞膜和髓鞘的完整性，在一些病理过程中，组织的微结构完整性遭到破坏，引起组织水分子弥散各向异性特征发生显著改变。在脑组织中，水分子弥散所受限制越小，ADC值越高，FA值越低，两者相结合可以准确地了解脑白质的形态改变。DTI则是通过监测水分子弥散各向异性特征的改变来反映脑组织的病理生理过程，是功能磁共振成像的一个重要组成部分。目前已经应用于脑组织结构及白质病变的研究［3，4］。高血压是脑血管事件的重要独立危险因素之一。血压与脑血管疾病的事件之间具有持续的相关性，其对靶器官的损害是早期、严重和潜移默化的。因此早期进行有效防治更为重要。过去对高血压前期的防控主要放在非药物治疗和控制危险因素方面。2007年的ESC/ESH高血压指南强调高血压的诊断治疗除了考虑血压水平外，更应当关注脑血管的总体危险，对于已存在亚临床损害人群即使血压正常也属于高危人群。因此了解高血压前期这一特定人群的亚临床器官损害情况对采取有效的防治措施有重要意义。既往研究已经确定了在老年人中，年龄和血管危险因素对脑损伤的影响［5］。在常规磁共振成像中，T1WI及T2WI以及T2WI flair成像中可以清晰显示高血压对脑部灰白质损伤的结果。但是，在临床明显严重结果之前，我们是否确定不同水平高血压对脑组织的影响早在50岁前就已经较为明显。目前尚未研究。

本文重点在讨论不同血压水平的无症状正常人群反映脑白质病变的ADC及FA值的变化特点。水分子的扩散是人体内一个重要的生物物理现象，机体内病理组织扩散的变化可以反映组织的某些病理生理状态。研究人体内各种正常组织与病理组织的水分子的扩散情况有助于进一步揭示人体的显微解剖与功能，以及加深人体的病理变化的认识。扩散张量成像(diffusion tensor imaging，DTI)是近年来发展起来的一项磁共振新技术，可以在活体无创伤显示脑内白质纤维束走行，反映白质纤维束的病理状态及其与邻近病变的解剖关系;也是目前在活体上进行水分子扩散测量与成像的唯一方法。当局部脑组织发生病理变化时。相应部位的水分子扩散亦发生相应变化，研究水分子运动的不同参数可能揭示出脑部病变的病理特征［6］。本研究显示在ADC图上灰白质均表现为低信号，两者之间无明显区别。脑脊液表现为高信号。FA图显示胼胝体、内外囊等所有不同解剖部位的白质均表现为高信号，且可清晰显示其方向与走行;颞叶灰质与豆状核、背侧丘脑表现为较低信号;脑脊液为明显低信号。在彩色张量图上，不同的脑部白质表现为不同的颜色和强度，表示在不同方向上不同白质各向异性的差异。同组患者不同部位脑灰质ADC值比较差异具有显著性意义(P＜0.05)。高血压前期组、高血压组与对照组比较:不同分组，相同部位的ADC值如侧脑室前角、后角周围白质、半卵圆中心与额叶白质差异有统计学意义(P＜0.05)。该变化特点与在不同分组相同部位的脑白质FA值变化相似。均表现为内囊后肢、胼胝体膝部、胼胝体压部与半卵圆中心、侧脑室前角、后角周围脑白质以及额叶白质3组间的FA值变化差异有统计学意义(P＜0.05)。该结论与目前已知长期高血压对脑小血管病损伤的易感部位相同［7，8］。这也间接证明了高血压造成脑白质疏松症损害之前，隐匿性脑损伤已然出现。尽管在常规磁共振成像中，T1WI及T2WI以及T2WI flair成像中尚未见到高血压对脑部灰白质损伤的明显结果，但是，运用扩散张量成像对脑微观结构进行的研究表明，血压的升高，可造成脑血管的缓慢损伤。即使在无症状中年人中，微小的血管性脑损伤也可在生活中隐匿性发生，并产生明显的影像学效应。研究结果强调了早期控制血压达标的重要性。因此，我们有必要对血压进行及早及最佳的控制，减少亚临床器官的损害。

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