复发-缓解型多发性硬化患者脑白质MRI检测形似正常区的微细结构变化

张向前，熊秋翌(上海国际医学中心，上海038;上海市第十人民医院)

复发-缓解型多发性硬化患者脑白质MRI检测形似正常区的微细结构变化

张向前1，熊秋翌2
(1上海国际医学中心，上海201318;2上海市第十人民医院)

摘要:目的探讨复发-缓解型多发性硬化(RRMS)患者常规MRI图像显示的形似正常脑白质区是否存在微细结构异常。方法选取12例RRMS患者(RRMS组)和10例年龄和文化程度与其相匹配的健康志愿者(对照组)，均应用GE Signa Excite 3.0T超导型MRI分别检测双侧额叶白质、双侧半卵圆中心、前角周围白质、后角周围白质等脑区，取同一部位相邻三个层面的形似正常区解剖结构作为感兴趣区(ROI)，分别测定各ROI向异性(FA)、表观弥散系数(ADC)值。结果RRMS组脑部双侧的额叶白质、半卵圆中心、前角周围白质、后角周围白质ROI 的FA值均低于对照组(P均＜0.05)，脑部右侧额叶白质、胼胝体膝部、胼胝体干、胼胝体压部、左侧半卵圆中心、右侧半卵圆中心、左侧后角周围白质、右侧后角周围白质ROI的ADC值均高于对照组(P均＜0.05)，其他部位ROI 的FA值、ADC值与对照组比较，P均＞0.05。结论RRMS患者MRI显示脑白质的形似正常区存在广泛的微细结构损害。

关键词:多发性硬化，复发缓解性;磁共振成像;脑白质损害;弥散张量成像

病理学研究表明，多发性硬化(MS)患者MRI图像表现正常的脑组织内也存在微观病灶［1～5］。磁共振弥散张量成像(DTI)利用水分子的弥散运动各向异性进行成像，是目前唯一反映活体组织空间组成信息及病理状态下各组织成分之间水分子交换功能状况的检查方法。DTI可以非侵入性显示弥散各向异性，显示常规MRI所不能显示的神经纤维的细微解剖结构变化;并可通过三维重建图清晰地勾画出神经纤维束的走行和分布［6～8］。因此，本研究采用DTI对复发-缓解型MS(RRMS)患者进行检查，以观察其形似正常脑白质区可能存在的损害。

1　资料与方法

1.1临床资料选择2013年2～12月上海国际医学中心收治的RRMS患者12例(RRMS)组，男2例、女10例，年龄(42.08±10.36)岁，受教育年限(11.00±2.95)年，病程(3.67±2.02)年;均根据McDonald(2001)诊断标准确诊［9］，无精神疾病史、精神发育迟滞及鼾症史，简易精神量表(MMSE)评分≥20分，排除药物或酒精依赖。随机抽取与RRMS组年龄、受教育年限相匹配的健康体检者10 例(对照组)，男2例、女8例，年龄(46.90±5.99)岁，受教育年限(11.90±1.73)年;均无脑卒中、精神疾病、痴呆病史，MMSE评分≥24分，头颅MRI检查结果显示无梗死、出血、白质高信号等异常信号，均为右利手［10］。

1.2检查方法两组均接受水抑制反转恢复序列(FLAIR)和磁共振弥散张量成像(DTI)检查，检测脑区为双侧额叶白质、双侧半卵圆中心、前角周围白质、后角周围白质。采用GE Signa Excite 3.0T超导型MRI［8通道NV线圈，梯度场强度40 mT/m，梯度切换率120 mT/(m·ms)］首先对两组进行常规T1WI、T2WI和FLAIR横断扫描，排除FLAIR检查显示微出血者、血管间隙扩大者，对微梗死者继续采集DTI数据。DTI扫描采用单次激发回波平面成像(SE-EPI)序列横断扫描，TR 8000 ms，TE 76.4 ms，层厚5 mm，层间距1 mm，视野240 mm×240 mm，采集矩阵128×128，扫描15层。扩散敏感度梯度方向25个，扩散加权系数b为1 000 s/mm2(b=0时15幅图像)，扫描后每层得到来自25个方向的25幅图像，共成像390层。所得数据导入GE工作站(AW4.3)，用Functool4.4软件的DTI后处理程序进行处理。由同一名神经科医师取同一部位相邻3个层面的形似正常区解剖结构作为感兴趣区(ROI)(不包括T2WI高信号区)，分别测定各ROI向异性(FA)值、表观扩散系数(ADC)值，取其均值并记录。

1.3统计学方法采用SPSS21.0统计软件。计量资料用珋x±s表示，组间比较采用t检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2　结果

RRMS组脑部双侧的额叶白质、半卵圆中心、前角周围白质、后角周围白质ROI的FA值均低于对照组(P均＜0.05) ;其他部位ROI的FA值与对照组比较，P均＞0.05。RRMS组脑部右侧额叶白质、胼胝体膝部、胼胝体干、胼胝体压部、左侧半卵圆中心、右侧半卵圆中心、左侧后角周围白质、右侧后角周围白质ROI的ADC值均高于对照组(P均＜0.05) ;其他部位ROI的ADC值与对照组比较，P均＞0.05。见表1、表2。

表1　两组脑部各ROI的FA值比较(±s)

FA 值组别　n周围白质RRMS组　12　0.432±0.031 0.425±0.039 0.711±0.046 0.650±0.034 0.768±0.052 0.479±0.071 0.491±0.065 0.366±0.069 0.388±0.078 0.378±0.065 0.381左侧额叶白质右侧额叶白质胼胝体膝部胼胝体干胼胝体压部左侧半卵圆中心右侧半卵圆中心左侧前角周围白质右侧前角周围白质左侧后角周围白质右侧后角±0.036对照组　10　0.474±0.021 0.471±0.026 0.739±0.032 0.665±0.053 0.803±0.029 0.558±0.030 0.543±0.040 0.482±0.031 0.484±0.029 0.443±0.047 0.451±0.033 t 3.638　3.181　1.622　0.804　1.892　3.273　2.201　4.905　3.674　2.636　4.714 P 0.002　0.005　0.120　0.431　0.073　0.004　0.040　0.000　0.002　0.016　0.000

表2　两组脑部各ROI的ADC值比较(±s)

ADC 值组别　n周围白质RRMS组　12　8.360±0.369 8.757±0.330 9.106±0.398 8.979±0.687 8.193±0.510 7.780±0.479 7.658±0.405 8.806±0.444 8.850±0.452 8.789±0.330 8.659左侧额叶白质右侧额叶白质胼胝体膝部胼胝体干胼胝体压部左侧半卵圆中心右侧半卵圆中心左侧前角周围白质右侧前角周围白质左侧后角周围白质右侧后角±0.536对照组　10　8.228±0.326 8.156±0.413 8.653±0.388 7.167±1.161 7.569±0.374 7.134±0.170 7.047±0.164 8.750±0.382 8.654±0.445 8.148±0.338 8.130±0.362 t －0.880　－3.797　－2.688　－4.547　－3.211　－4.044　－4.461　－0.313　－1.020　－4.487　－2.652 P 0.389　0.001　0.014　0.000　0.004　0.001　0.000　0.757　0.320　0.000　0.015

3　讨论

近年来功能影像研究已证实，常规MRI检查显示MS病灶区存在显著的脱髓鞘、炎性细胞浸润和水肿，而常规MRI检查显示正常的白质区域是否也存在损害尚无定论。Vrenken等［2，3］研究认为MS的形似正常白质区有可能存在微观损害。Rashid等［4］通过研究MS的ADC值认为，表现正常的白质区可能也同时存在脱髓鞘等炎症性改变，出现病灶的区域可能只是损害较重的区域，在正常表现白质区比正常对照组ADC值高，说明形似正常的白质区也可能存在脱髓鞘等炎症性改变。Bammer等［11］首先发现，与对照组相比，MS患者常规MRI表现为形似正常白质区的平均弥散率(MD)轻度增高;而FA值在不同的ROI内各有不同，内囊膝部、半卵圆中心以及额叶白质的FA值降低，胼胝体的FA值却没有显著变化。Filippi等［12］也发现MS患者在常规MR上表现为形似正常白质区，与正常人的脑白质相比，MD值显著升高、FA值降低，尤其在脑室旁及额叶更显著。这表明形似正常白质区的组织结构发生了微观的病理改变，这主要包括:弥漫的星形细胞增生、斑片状水肿、血管周围细胞浸润、髓鞘异常变薄、轴索损失等。由于胼胝体是大脑内连接两侧半球的最大白质纤维通道，组织结构的方向性也最强，因此近年来的研究多集中于此。Ciccarelli等［13］发现MS患者常规MRI表现正常胼胝体的FA值降低，胼胝体压部最显著;研究还发现胼胝体MD的升高、FA的降低与全脑的病灶负荷相关，尤其与额顶叶的病灶相关性更强。这种形似正常白质区的潜在变化与病变范围的相关性提示通过轴索的华勒氏变性可以把病灶区互相连接，这可能是MS患者形似正常白质区损伤的一种机制。Ge等［14］对早期(平均病程2.7年) MS患者进行研究，发现表面正常的胼胝体已经出现FA值显著降低，而额叶、顶叶白质尚未出现。以上研究提示DTI可以敏感地检测到脑白质细微、早期的病变，尽管它们在常规MRI上表现正常。近年来的活检及尸检均已证实，MS正常表现脑白质中确有轻微病变存在，这些病变包括:胶质细胞增生、片状水肿、血管周围渗出、异常薄的髓鞘及轴索丢失等。

由于FA值反映纤维束内部的细胞排列及结构完整性，FA值降低表示形似正常白质区白质纤维完整性已被破坏。本研究发现，RRMS患者双侧的额叶白质、半卵圆中心、前角周围白质、后角周围白质等形似正常白质区的FA值均显著低于正常对照组，以双侧脑室前后角周围尤为显著，与Bammer等［11，12］的研究结果基本一致。需要指出的是，RRMS患者胼胝体膝部未见FA值显著降低，压部虽有降低但与对照组比较差异无统计学意义。这可能与病情的发展阶段有关，在缓解期胼胝体纤维排列得到了一定程度的修复。RRMS患者形似正常白质区纤维受损的机制可能是临近病灶区存在轴索病变和小胶质细胞活化，而远离病灶区存在与临近皮质损害相关的小胶质细胞活化［15］。本研究还发现，与正常对照组比较，RRMS患者胼胝体膝部、胼胝体干、胼胝体压部、双侧半卵圆中心、双侧后角周围白质等形似正常白质区的ADC值升高。其中，半卵圆中心、后角周围白质等ADC值升高的部位其FA值降低，提示上述部位细胞结构及纤维的完整性均被破坏;但胼胝体各部分ADC值升高的部位包括FA值有降低趋势的压部和FA值变化不显著的胼胝体膝部、胼胝体干。由于ADC代表水分子扩散速度，反映轴突膜和髓鞘的完整性，胼胝体局部FA值无显著降低但整体ADC值升高，说明RRMS患者胼胝体纤维轴突膜和髓鞘的破坏程度大于轴突丧失或破裂程度。

综上所述，在RRMS患者的形似正常白质区中存在常规MRI所不能发现的微观病变，但是由于病变的时期、病理变化、纤维构成以及DTI技术(空间分辨率、SNR、层厚、ROI的定位等)所造成的微观病变差异还需要大样本的研究进一步探讨。

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(收稿日期:2014-12-21)

通信作者:熊秋翌

文章编号:1002-266X(2015)21-0037-03

文献标志码:B

中图分类号:R744.5+1

doi:10.3969/j.issn.1002-266X.2015.21.014