交叉性小脑神经机能联系不能的发病机制及影像学研究进展

余　悦，熊晓亮，赵银龙，宋晓良，罗云霄

(吉林大学第二医院核医学科，吉林 长春 130041)

交叉性小脑神经机能联系不能的发病机制及影像学研究进展

余悦，熊晓亮，赵银龙，宋晓良，罗云霄

(吉林大学第二医院核医学科，吉林 长春 130041)

交叉性小脑神经机能联系不能(CCD)是幕上脑组织损伤后出现的主要继发性机能变化。单光子发射计算机断层成像术(SPECT)是一种常用的核医学成像技术，其中的脑血流灌注显像可对脑部功能性疾病进行显像诊断。而SPECT/CT将SPECT与CT的图像进行后处理融合，能够同时提供脏器、组织功能代谢和精细的形态解剖信息，为疾病的定性和定位诊断提供了客观的依据。因此SPECT/CT融合技术对于提高治疗效果，积极改善预后有很大价值。本文从CCD的定义及发病机制入手，对脑血流灌注技术在CCD诊断中的应用进行回顾性分析，并对目前诊断CCD现象的影像学方法进行比较。

交叉性小脑神经机能联系不能；皮质-脑桥-小脑通路；脑血流灌注显像；局部脑血流量

19世纪70年代Brown-Sequard等[1]首次报道了远隔效应，并指出脑局部区域的损害可以引起其远隔部位出现脑机能兴奋或抑制效应。Von Monakow[2]又进一步研究并引入了神经机能联系不能(diaschisis)的概念，并以此来描述这种远隔效应，即脑内局灶性损害可以导致其神经系统远隔区域的相应部位产生对刺激相应性减弱的效应，是由于其兴奋性冲动传出减少或消失，而这种机能障碍所累及的对应远隔部位与其原发损害灶之间存在解剖学上的神经联系。随后，Kempinsky[3]在动物模型上结合其脑血流量、脑代谢率等影像学分析进一步证明了神经机能联系不能这一现象的存在。

目前，神经机能联系不能这一病变分为以下几个分型[4]：对侧大脑半球联系不能(以受损病灶的镜像部位为著)、丘脑联系不能、同侧小脑半球联系不能、交叉性小脑神经机能联系不能(crossed cerebral-cerebellar diaschisis，CCD)和脑干联系不能等。

1　CCD的发病机制

1980年，Baron等[5]通过运用无创性的15O2联合PET技术的方法，对一组脑卒中及幕上占位的患者进行分析研究，数据表明约一半的患者对侧小脑半球会相应地引起脑氧代谢率(CMRO2)、葡萄糖代谢率(CMRGlu)和脑血流(cerebral blood flow，CBF)明显降低，进而发现了交叉性小脑代谢减退现象，并首次引入了对侧小脑半球代谢减退(contralateral cerebellar hypometabolism，CCH)[1]的理论。在随后很多研究中，Baron等[5]提出的这一理论被大多学者采用，并对幕上脑损伤后对侧小脑代谢功能减退的现象进行研究和分析。CCD的定义在2002年首次被Gold等[6]学者提出，即“大脑皮质主要是额、顶叶皮质传入神经的减少，可以使和其有神经解剖学联系的对侧小脑的脑电活动发生自发性抑制，进而导致血流量下降”。目前，多数学者将CCD定义为由于幕上脑损伤引发皮质-脑桥-小脑通路(cortico-ponto-cerebellar pathway，CPC)的中断，引发相应的对侧小脑血流灌注量的减低，从而进一步导致相应的对侧小脑出现神经元的新陈代谢及活性减低的现象[1,7-14]。多种中枢神经系统疾病后均可出现CCD现象，包括脑梗死、幕上脑肿瘤、脑外伤以及癫痫等，而有关CCD与缺血性脑血管病的研究[1,15]最多。

学者们普遍认为:CCD现象发生的解剖学基础是CPC发生抑制，也就是说CPC的中断会导致CCD现象的发生[9-10,16-17]。目前，多数学者认为对CCD现象的严重程度起到决定作用的是原发病损对CPC的影响程度，而并不取决于病灶的大小[18]。Kim等[19]通过运用18F-FDG PET技术对22例慢性脑梗死患者进行检查，86.4%(19/22)患者的PET图像上可观察到原发病变部位在CPC上对应的对侧小脑半球出现糖的异常代谢，从而更加证明了由神经传导通路的抑制导致对应的对侧小脑半球的糖代谢量出现减低，进而引起的CCD现象的发生。Fulham等[20]对患CCD已经3年的患者行1H-MRS检查后发现：与未患CCD的对照组比较，发生CCD患者的对侧小脑半球内的某种神经元递质信号强度出现了明显减弱，后确定该神经元递质为乙酰天门冬氨酸，而CPC上神经冲动的传输减少是出现这种现象的原因。

然而，作为幕上脑组织损伤后出现的主要继发性机能变化，尚无充分的证据表明原发发病部位的低血流灌注会影响CCD现象的发生。同时有些学者[19]也认为：CCD现象的发生与迟发性神经元死亡有密切的联系。

综上所述，CCD现象发生的解剖学基础是CPC的中断，然而其发病机制、出现和持续时间、原因仍不明确。CCD现象的发生中既有可逆成分，也有不可逆成分，这是由于CCD现象的发生既可以在存在几天、几个月甚至几年后而自然消失，也可以一直持续下去，甚至可以逐渐加重。目前，尚不清楚发生于可逆的CCD现象中的对侧小脑的低代谢状态是如何自然恢复。而对不可逆的CCD现象来说，有些学者将CCD持续存在甚至加重的发生机制归因于对侧小脑的形态学发生了改变，而这是由于CPC发生的变性引起。因此，为了更好地改善局灶性神经功能损伤及尽早地恢复功能，应该及早地认识和处理CCD现象[21]。

2　脑灌注显像技术在CCD诊断中的应用

20世纪80年代以来，随着核医学仪器更新换代和新的脑显像剂的推广应用，神经核医学得到飞速发展，其在神经疾病的临床诊治中的地位逐步得到了肯定，而且获得了令人瞩目的成绩。随着不仅能够反映解剖结构，还能表现功能代谢的迄今为止最为先进的核医学仪器，如SPECT、SPECT/CT、PET/CT和PET/MRI等的问世，神经核医学有望在CT和MRI发展的促进下进一步提高其在临床的地位和应用价值，以其反映组织脏器的血流、功能代谢和受体密度为独特优势，并能更加准确地定量和精确地定位，在分子水平上表达脑组织内的生理及病理的改变[22]。

SPECT是一种常用的核医学成像技术，其中的脑血流灌注显像可对脑部功能性疾病进行显像诊断，尤其是对缺血性脑血管病，如在CCD现象等的诊断中有很大的自身优势，能够客观灵敏地探测到疾病过程中发生的变化[23]。脑血流灌注显像需要选用具有能够通过正常血脑屏障(blood brain barrier，BBB)、迅速进入脑组织、并在脑内能够滞留足够长时间的特点的显像剂。目前，临床上通常选用99mTc-双半胱乙酯(ECD)作为脑血流灌注显像的显像剂。99mTc-ECD可以稳定地分布于脑组织内，无明显的再分布现象，且其滞留量正相关于局部脑血流量(rCBF)，即局部脑组织功能或脑细胞活性降低甚至丧失或者rCBF减少，均能影响对99mTc-ECD在脑组织中的分布与滞留及放射性摄取，从而导致脑血流灌注显像出现放射性分布稀疏甚至缺损的异常表现。因此与解剖性的显像技术CT及MRI相比，脑血流灌注显像能够更好地反映脑血流量的改变情况，对于神经系统疾病，特别是对脑血管方面的疾病有更大的优势，对于早期诊断缺血性脑血管病有更大的帮助[24]。CCD现象在SPECT中表现为病变对侧小脑放射性减低；发病数日后若侧支循环丰富，在rCBF断层显像中还可出现过度灌注表现，即病变的放射性减低区周围出现异常的放射性增高区；而该现象难以被CT和MRI发现。

Komaba等[25]报道：1例58岁右侧大脑中动脉发生梗死的男性患者，SPECT脑血流灌注显像表现为病变累及中央后回及缘上回区域，在左侧小脑出现低灌注现象，即CCD现象。Thajeb等[26]报道：1例73岁患有急性Ⅰ型单纯性疱疹(HSV-1)脑炎男性患者，MRI于双侧颞叶、大脑皮层及右侧额顶叶发现增强病灶，而其小脑无明显异常，99mTc-ECD SPECT脑血流灌注显像于右侧额叶、顶叶及颞叶出现大面积低灌注现象，左前颞叶与右侧基底神经节有较小程度的灌注不足，并于左侧小脑出现CCD征象，左侧小脑灌注比率减少了约19%。罗章伟等[27]对临床确诊的86例脑梗死患者行脑血流灌注显像，80例出现脑灌注现象异常，其中19例发现对侧小脑放射性分布减低，即CCD现象，而CT扫描未见异常改变。张晓雷等[28]对30例脑梗死患者行脑血流灌注显像，有8例患者在病灶侧大脑半球出现rCBF减少的同时，于对侧小脑出现rCBF减少，即CCD现象，其发生率为26.7%。张芬茹等[29]对24例脑外伤患者进行脑血流灌注显像，2例出现CCD现象。其中1例患者于3个月前行脑部血肿清除术，其显像示左侧顶叶及颞叶可见大面积缺血，右侧小脑相应地出现低血流灌注现象；另1例患者受到过严重的脑部损伤，其显像示左侧顶叶、枕叶及颞叶可见大面积缺损伴周围血流低灌注现象，病损占左侧大脑组织的2/3以上，右侧小脑亦相应地出现低血流灌注现象，并且以上这些CCD现象未被CT发现。朱传明等[30]对219例缺血性脑卒中患者进行CT、MRI及SPECT检查，并在SPECT图像完成后经滤波反投影法进行重建并与 CT及MRI分别进行图像融合，结果显示：SPECT在检出多发脑梗死和大面积脑梗死方面的阳性率与MRI无显著性差异，而在TIA发作和腔隙性脑梗死的诊断中，SPECT较MRI检出更多的病灶，主要是由于患者在组织细胞学上未出现病理解剖学改变，所以MRI和CT通常不能发现缺血灶，也有研究[31]分析显示：TIA患者神经系统症状体征可以是一过性的，但是TIA患者脑部缺血代谢的损伤可持续至发病后3 d，因此SPECT能够检出部分TIA患者发作间期的脑血流量低灌注状态；在对SPECT检测阴性的患者经MRI和SPECT图像融合后，大大提高了病灶检出的灵敏度及准确率；SPECT检查共检出31例有功能性CCD表现，即1侧大脑缺血，对侧小脑局部脑血流减低，其中有6例表现为双侧小脑失联络，6例表现为右侧小脑失联络，19例表现为左侧小脑交叉失联络。夏光明等[32]对61例经CT或MRI确诊急性脑梗死患者进行24 h内脑血流灌注显像，其中的进展性卒中18 例均表现有不同程度的CCD，即脑血流灌注断层显像显示梗死病灶局限性放射性稀疏的同时伴有不同部位的小脑高灌注，出现CCD 与进展性卒中高度相关。普通CT和MRI只能显示脑梗死的解剖结构改变，不能反映局部脑血流改变，对于早期判断进展性卒中的价值有限。而SPECT 在发病后6 h 之内即可发现血流灌注降低，且其病变范围明显大于CT 和MRI，可以作为早期判断进展性卒中的影像学依据。赵鹏等[33]通过比较SPECT、CT和MRI 3种影像学检查，发现只有SPECT能观察到CCD现象。该研究中，5例患者由于单侧颈内动脉(ICA)狭窄导致CCD现象的出现，其脑血流灌注显像示一侧幕上大脑半球可见低血流灌注现象，同时对侧小脑亦相应地出现不同程度的低血流灌注现象。该5例患者均于额叶发现了低血流灌注现象，其次为颞叶和顶叶。与CT和MRI比较，SPECT脑血流灌注显像对于脑皮质、额叶、顶叶、颞叶、枕叶、丘脑和小脑的缺血性病变更加敏感；而CT和MRI能够更加敏感地发现存在于基底节区和脑白质的缺血病灶。

综上所述，对于能够敏感地检出缺血性脑部疾病的影像学检查依次是：SPECT>MRI>CT，且SPECT检出的缺血范围要大于CT和MRI的所示范围。

3　CCD的影像学研究

研究[34]显示：在急性脑梗死发病的48 h内，CT阳性检出率仅为33%～50%，而SPECT却高达93%～95%。这是由于早期的缺血性改变比较轻微，SPECT主要是对脑部的功能性疾病进行诊断，只要脑血流灌注出现略微的变化，rCBF就会降低，SPECT显像就会出现放射性分布的改变，而CT及MRI则需要在缺血达到一定程度，甚至出现脑梗死并引发形态学病变时才能表现出影像学的变化，这同上文中夏光明等提到的研究结果基本相符。从成像本身来看，CT的缺血梗死灶与脑脊液同为低密度，MRI在T2成像中，缺血梗死灶与脑脊液均为高信号，这影响了缺血梗死灶同脑脊液的对比分辨率。而SPECT的缺血梗死灶与脑脊液则对比明显，这是因为作为显像剂的99mTc-ECD通过血脑屏障后迅速进入脑组织，在脑组织内的滞留量正相关于rCBF，而脑脊液却不显影。同时，这也是SPECT对缺血梗死灶检出率高于CT及MRI的另一原因[33]。

作为MRI新技术的磁共振灌注加权成像(PWI)，由于可以获得多个脑血流灌注参数图而被作为一种功能检查，其参数图包括脑容量、脑血流量、达峰时间和平均通过时间等，这些均可应用伪彩色处理而突出地显示病变部位。PWI可显示CCD现象，表现为患者对侧小脑半球出现达峰时间(TTP)延长，同时伴对侧小脑血流下降[35]。但是Hyun等[36]认为：由于TIA患者在组织细胞学上未出现病理解剖学改变，PWI不能发现新近发生的和已经改善的TIA的灌注损伤，而TIA 患者神经系统体征尽管是一过性的，但是其脑部缺血代谢的损害可存在到患病后3 d，因此对于部分TIA 患者应用SPECT技术可以观察到其在发作间期的脑血流量低灌注现象。PWI由于不能清晰显示脑梗死病变部位的大小，其对缺血性脑血管病的阳性检出率并不高。同时，Kajimoto等[37]认为：SPECT在诊断双侧、多发缺血性脑血管病上较PWI更具有优势，在诊断单侧血管病变上，与PWI相比，SPECT并无太大优势，然而联合应用2种方法可以明显提高缺血性脑血管病的阳性检出率。但与SPECT相比，PWI具有无创性、相对价廉并且技术相对简单、检查时间相对较短等优点[37]。

综上所述，对脑缺血性疾病的诊断中，尽管普通CT和MRI能将解剖结构上的变化清晰显示出来，但却不能充分表达脑血流灌注及功能代谢的变化，PWI虽然可显示灌注情况，但不能发现新近发生的和已经改善的TIA的灌注损伤，而SPECT脑血流灌注显像属功能显像，可以观察到TIA在发作间期的脑血流量低灌注现象，且在诊断缺血性脑血管病上比PWI更具优势。近些年，随着核医学图像融合技术，即SPECT与CT、PET与CT以及PET与MRI图像融合技术的出现，并得到临床的广泛应用，大大提高了脑部病变、特别是CCD现象检出的阳性率和诊断的准确率，对提高治疗效果以及积极改善预后起到了重要作用，同时也为脑储备功能的评估提供了客观依据。

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Progress research on pathogenesis and imaging of crossed cerebellar diaschisis

1671-587Ⅹ(2015)06-1307-04

10.13481/j.1671-587x.20150641

2015-04-20

国家自然科学基金资助课题(31372267)

余悦(1989-)，女，河南省安阳市人，在读医学硕士，主要从事核素显像方面的研究。

罗云霄，主任医师，硕士研究生导师(Tel:0431-88796808,E-mail:luoyx11@sohu.com)

R742.82;R817.4

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