DTI在诊断中枢神经系统疾病的应用研究

郭山山 王恩普 孙宏立

河南省直第三人民医院影像科 郑州 450006

DTI在诊断中枢神经系统疾病的应用研究

郭山山 王恩普 孙宏立

河南省直第三人民医院影像科 郑州 450006

目的 评价DTI诊断中枢神经系统疾病的应用价值，对比不同疾病的FA、ADC值，总结诊断经验。方法 选取2015-02—2016-02于我院神经内科接受常规MRI检查的中枢神经系统疾病患者34例，选择同期健康的同龄体检者34例为对照组，进行DTI检查。结果 阿尔茨海默病组扣带束、扣带束后部、上纵束、顶叶白质FA值及扣带束后部、上纵束ADC值与对照组存比较差异均有统计学意义(P<0.05)；脑梗死、轻度创伤性脑损伤表现与阿尔茨海默病组相类似，与正常人群相比，脑梗死、轻度创伤性脑损伤患者部分脑白质区域FA显著下降，上纵束、内囊、额叶等均有分布，与受创、梗死部位等关系密切，部分白质纤维束MD值显著上升；通过脑白质FA、ADC诊断中枢神经系统疾病敏感性97.06%(33/34)，特异度88.23%(30/34)，阳性符合率92.65%(63/68)，高于常规MRI诊断，差异有统计学意义(P<0.05)。结论 DTI可弥补常规MRI不足，通过分析脑白质FA等指标变化，诊断中枢神经系统疾病。

DTI；中枢神经系统疾病；诊断

中枢系统疾病的诊断一直是临床难题，特别是那些小病灶、慢性进展中枢神经系统疾病，如阿尔茨海默病，常规CT易被误漏诊[1]。磁共振扩散张量成像(diffusion tensor imaging，DTI)是一种MRI技术，DTI可测量水分子扩散的大小与方向，从而分析感兴趣区域是否存在异常，部分各向异性(fractional anisotropy，FA)和表面扩散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)等量化指标可信度高，具有较强的特异性，可反映组织的各向异性、组织结构排列是否规则紧密，对微结构变化敏感性高，是一种理想的脑组织病变诊断技术。本研究评价DTI诊断中枢神经系统疾病的应用价值，对比不同疾病的FA、ADC值，总结诊断经验。

1 资料及方法

1．1 一般资料 选取2015-02—2016-02于我院神经内科接受MRI检查的中枢系统疾病患者为研究对象。均无检查禁忌证且知情同意，常规MRI检查未见明显异常。排除标准：(1)患者有既往颅脑创伤、手术历史；(2)伴有癫痫、严重心肝肾功能障碍、血液疾病者。共入选34例，男24例，女10例，年龄18～74(54.4±10.2)岁。阿尔茨海默病20例，脑梗死7例，轻度创伤性脑损伤7例。选择同期健康的同龄者34例为对照组，男24例，女10例，年龄18～74(54.3±11.2)岁。对照组经详细的体检排除中枢神经系统疾病，同时无中枢系统疾病病史。

1．2 方法 采用德国Siemens公司生产的Magnetom Trio Tim 3.0TMRI扫描仪，头部32通道线圈，固定头部，耳内加内塞。先进行常规的T1WI、T2WI扫描，T1WI参数为TR/TE 350/2.5 ms，层厚5.5 mm、层间距1.1 mm、矩阵320×320，FoV 230 mm×230 mm，1次采集，T2WI扫描参数TR/TE 6 000/90 ms，层厚5.5 mm，层间距1.1 mm，矩阵320×320，FOV 230×230。常规MRI扫描寻找异常信号，若未发现，则进行DTI扫描。采用单次激发自旋回波平面成像(SEEPI)序列，扫描层面后平行于前后联合线，扫描参数TR=9 000 ms，TE=106 ms，层厚2.5 mm，间距0 mm采集矩阵128×128，POV=240 mm×240 mm，B为0、1 000 s/mm2，扩散敏感梯度方向数65，DTI 扫描时间11～12 min。首选对DTI进行目视检查，剔除情绪波动、仪器故障等导致的明显错误，如脑区缺损，采用DCMZnii.exe工具，从DTI原始原始数据中获得文件夹，转化为图像4D.img文件。基于VBA，采用untional MRI softwar Library软件处理数据，差异BET创建大脑模板，进行头部校正。采用最小二乘法计算获取FA图、MD图，采用SPM8软件进行下一步统计处理。同时将对照组、病例组的图像去掉最终诊断信息，交给2名放射科以及神经科医师分别独立诊断，判断以否存在中枢神经系统病变，双盲法诊断，不同意见协商解决。

2 结果

2．1 2组脑白质FA、ADC比较 所有对象常规MRI检查颅内均未见明显病灶。阿尔海默次病组扣带束、扣带束后部、上纵束、顶叶白质FA值及扣带束后部、上纵束ADC值与对照组比较差异均有统计学意义(P<0.05)。见表1。脑梗死、轻度创伤性脑损伤因例数不足，未进行对照研究，常规MRI检查未见明显的病灶，脑梗死、轻度创伤性脑损伤表现与阿尔海默次组相类似，与正常人群相比，脑梗死、轻度创伤性脑损伤患者部分脑白质区域FA显著下降，上纵束、内囊、额叶等均有分布，与受创、梗死部位等关系密切，部分白质纤维束MD值显著上升。

表1 阿尔茨海默病组与对照组部分脑白质FA、ADC水平对比 (±s)

注：与阿尔茨海默组相比，*P<0.05

2．2 模拟诊断 通过脑白质FA、ADC诊断中枢神经系统疾病敏感性97.06%(33/34)，特异度88.23%(30/34)，阳性符合率92.65%(63/68)，高于常规MRI诊断，差异有统计学意义(P<0.05)。

3 讨论

DTI是一种定量分析技术，对中枢神经系统疾病特别是脑部疾病具有较好的诊断特异性，运用越来越成熟，大量研究显示其在脑损伤、颅内肿瘤、痴呆等疾病的诊断中发挥越来越重要的作用，特别是对于那些慢性病变、病变较轻的患者，诊断价值较高，可有效弥补常规MRI不足[2]。本次研究中的34例患者均为MRI诊断未见明显异常者，通过与正常同龄者相比较，病例组可见明显的脑白质DTI指标变化，主要表现为各个区域内的FA、ADC水平下降及纤维束MD值水平上升。

DTI检查的原理是基于扩散原理也就是布朗运动完成的，通过检查水分子的布朗运动可反映生物体内的细微结构信息，定量评价细微结构的内源性特征。人体组织扩散方式多数表现为各向异性，人脑组织中的脑白质各向异性差异性较小，这为DTI诊断奠定了基础。本次研究中，阿尔茨海默病组扣带束、扣带束后部、上纵束、顶叶白质FA值，扣带束后部、上纵束ADC值与对照组存在显著差异(P<0.05)，提示这些区域特别是扣带束后部、上纵束的结构变化可能是阿尔茨海默病发生的重要机制。病理研究证实阿尔茨海默病患者颅内表现为渐进性的脑白质稀疏、神经胶质增生、反应性星形细胞增多、髓鞘损伤等，另有研究证实额叶皮质结构与记忆功能有关，老年痴呆的发生与脑白质损伤或丢失关系密切[3]。

针对早期的颅脑创伤，尽管MRI可能表现为正常，无明显的病灶存在，但因头部受到冲击或震动，中枢神经系统也会受到破坏损伤，出现认知症状、头痛等症状，可持续数日或数周，部分甚至可出现后遗症，许多患者因缺乏充分的影像学证据，无法获得及时的干预治疗，导致错过最佳的干预机会。创伤类型，梗死与脑血流动力学改变、脑内能量代谢衰竭、自由基损伤等病理改变有关，出现缺氧缺血时，可引起脑组织酸中毒与细胞功能受损[4]。DTI诊断轻微的颅脑创伤在于创伤区域的异质性，DTI作为DWI衍生技术，其可通过类似WM 纤维束中的水分子运动各向异性，显示这些区域的三维结构，识别WM的结构的完整程度。AD可反映轴突束平行的水分子扩散，AD增强往往与轴突损伤有关。本次研究因脑损伤、脑梗死对象因例数不足，未进行对比分析，但是他们的表现与阿尔海默次组相类似，与正常人群相比，患者部分脑白质区域FA显著下降，上纵束、内囊、额钳等都有分布，与受创、梗死部位等关系密切，部分白质纤维束MD值显著上升，提示可能存在脑组织损伤，FA等指标不会出现假正常化现象，可信度较高，可弥补DWI的不足。

当然DTI并非万能，其诊断往往需要依赖于正常人群的组织DTI量化指标，同时这些指标还存在其他的干扰因素，特别是陈旧性脑损伤、原发脑病对指标影响较大，诊断证据易被掩盖，与磁共振扩散峰度成像结合可提高诊断效用[5]。

综上所述DTI可弥补常规MRI不足，通过分析脑白质FA等指标变化，诊断中枢神经系统疾病。

[1] 刘海东．新生儿缺氧缺血性脑病的扩散加权成像研究进展[J]．临床放射学杂志，2013，32(5)：756-758．

[2] Kinnunen KM，Greenwood R，Powell JH，et al．White matter damage and cognitive impairment after traumatic brain injury[J]．Brain，2011，134(2)：449-463．

[3] 赵朋波，郭鹏德，周剑．磁共振扩散张量成像在视神经疾病上的研究进展[J]．国际眼科杂志，2016，16(11)： 2 036-2 038．

[4] 詹 剑，张体江，余昌胤，等．联合应用磁共振扩散张量纤维束成像和各向性分数探讨基底节区脑出血皮质脊髓束损伤类型[J]．临床放射学杂志，2016，35(9)：1 320-1 325．

[5] 沙淼，赵欣，陈元园，等．磁共振扩散峰度成像研究进展及新应用[J]．中国生物医学工程学报，2016，35(4)：460-469．

(收稿2016-11-22)

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1673-5110(2017)08-0055-03