儿童颞叶局灶性皮质发育不良的扩散张量成像应用研究

吴菲潇 沈 瑾 周渊峰 赵 瑞 胡喜红

1 方法

1.1 伦理和知情同意 本研究经我院伦理委员会审核和批准，所有研究对象检查前均以书面形式被告知本研究内容，并由监护人签署知情同意书。

1.3 病理分型 按照ILAE分类[17]，分为FCD Ⅰa、Ⅰb、Ⅰc、Ⅱa、Ⅱb、Ⅲa、Ⅲb、Ⅲc、Ⅲd型。

1.4 FCD纳入和排除标准 同时满足以下条件者：①符合本文FCD的临床诊断标准；②术前于我院行常规MR和DTI检查；③经外科手术及术后病理和免疫组化证实为单侧FCD；④除海马硬化外，无颅内感染、外伤、其他脑部发育畸形及开颅史。

1.5 对照的选择

1.5.1 正常健康儿童 同时满足以下条件者：①在我院儿童保健科体检并与病例组同期行MR检查，且年龄、性别相匹配的儿童；②平扫MR未发现异常信号；③排除颅脑外伤、器质性病变或神经、精神疾病影响脑功能。

1.5.2 FCD患侧对侧 同FCD纳入和排除标准。

1.6 MR检查

1.6.1 检查方法 采集于我院手术前进行的常规MR序列与DTI序列数据。能配合检查者直接行MR检查，不能配合检查者在检查前给予10%水合氯醛(0.5 mL·kg-1)口服或灌肠，待其熟睡后行影像学检查。扫描MR采用GE Discovery MR750 3.0T磁共振机扫描，应用头颅矩阵线圈，常规行横断位及矢状位FLAIR T1WI、横断位FSE T2WI、T2WI FLAIR序列扫描，层厚5 mm、层距6.5 mm，FOV 240 mm×240 mm，进行横断面及矢状面FLASH T1WI(TR 2 290 ms，TE 25 ms)、横断面TSE T2WI(TR 3 580 ms，TE 106 ms)、DWI(TR 5 000 ms，TE 65 ms)。增强扫描采用0.5 mmol·mL-1欧乃影(0.5 mL·kg-1)注射后行横断位、矢状位及冠状位FLASH T1WI扫描，检查参数同平扫MR。DTI行横断位检查，扫描层面与轴位T2WI一致，扫描参数分别为: TR 4 600 ms、TE 90 ms，FOV 240 mm×240 mm，矩阵128×128，层厚4 mm，层距4 mm，b值分别为0、1 000 s·mm-2，弥散敏感梯度方向15个。

1.6.2 图像分析 回顾性收集FCD和对照的DTI资料的原始数据，传入工作站后经头颅运动伪影矫正及背景信号降噪，再行测量分析，利用Functool软件自动生成b0图、ADC图、FA图和方向编码彩色(DEC)图。根据术前影像资料，结合FCD患儿手术切除部位及影像学颞叶典型病变区，对比病灶手术切除术后的影像检查，确定手术切除的病灶位置，在病例图像上分别于患侧皮质病灶区、白质病灶区勾画感兴趣区(ROI)，FCD患侧对侧，使用“镜面对称”功能放置ROI，健康对照选取与病灶同侧且同层面的相同/近位区域以同样方法测量，ROI面积范围为15～20 mm2，于典型病变层面各测量3次，取平均值记为ADC和FA值。

1.6.3 读片 由2名具有神经影像经验5年以上的影像医师在不知病理结果的情况下重新调取原始图像进行读片，并测量及记录相应数值。

1.8 统计学方法 应用SPSS 22.0软件进行统计学分析。FCD双侧的DTI参数计量数据首先由单样本K-S拟合优度检验与Levene方差齐性检验，检验数据的正态性及方差齐性，符合正态分布时采用t检验，不符合正态分布采用非参数Mann-WhitneyU检验，P<0.05为差异有统计学意义，比较FCD患侧与对侧及健康对照相应区的DTI参数的差异性，使用ROC曲线分析ADC与FA值的诊断效用，以AUC大者为最佳预测值，根据约登指数确定截断值及敏感度、特异度，采用Pearson等级相关分析评价FCD患侧皮质、白质区DTI参数与患儿病程、始发年龄等临床因素的相关性。

2 结果

2.1 一般资料 符合本文纳入排除标准的FCD患儿21例，男14例，女7例，平均年龄8.2(1～16)岁，平均发病年龄4.5(1～8)岁，平均病程5.8(1～9)年。20例健康对照儿童，男13例、女7例，平均年龄7.9(2～16)岁。

2.3 病理分型及MR典型征象 FCD病灶均位于颞叶，手术均行单侧切除，FCD Ⅰ型1例(Ⅰa型)；FCD Ⅱ型16例，其中Ⅱa型(图1A～C)11例、Ⅱb型(图1D～F)5例；FCD Ⅲ型4例，Ⅲa型和Ⅲb型(图1G～I)各2例。

图1 典型局灶性皮质发育不良病例MR表现

表1显示，单一合并海马硬化Ⅰ型11例，包括FCD Ⅱa型7例、Ⅱb型2例、Ⅲ型2例；单一合并占位病变4例，包括FCD Ⅱa型2例、Ⅱb型1例、Ⅲb型伴神经胶质瘤1例；同时合并海马硬化与占位病变者3例，包括FCD Ⅱa型2例、Ⅲb型1例。

表1 FCD病理分型及病理表现

经常规MR诊断为FCD者14例(以手术病理结果为金标准的诊断符合率66.7%)，其中FCD Ⅰ型1例，Ⅱ型10例，Ⅲ型3例。

2.4 ADC及FA值 表2显示，患侧皮质和白质区的FA值均显著低于对侧和对照组相应区(P分别为0.029、0.014、0.018和0.007)，患侧皮质区ADC值显著高于对侧和对照组相应区(P均为0.001)，患侧白质区ADC值与对侧及对照组相应区差异无统计学意义(P>0.05)。

表2 FCD患侧病灶与对侧相应区域及健康对照ADC及FA值比较

2.5 DTI参数在FCD中的诊断效用 表3显示患侧的皮质、白质区与对侧和对照组分别比较，DIT参数的诊断参数。以患侧与对照组皮质区相比时的AUC最大，其中ADC的截断值为0.986×10-3mm2·s-1，AUC为0.938(0.955～1.000)，敏感度、特异度分别为95.0%、94.3%；FA的截断值为0.120 7时，AUC为0.924(0.826～1.000)，敏感度、特异度分别为93.0%、86.0%。

2.6 DTI参数与临床因素相关性分析 患侧皮质区ADC值与患儿病程呈线性正相关(r=0.762，P=0.013)；患侧白质区FA值与患儿病程呈线性负相关(r=-0.694，P=0.025)，与始发年龄呈线性正相关(r=0.705，P=0.017)；患侧白质区ADC值、皮质区FA值与病程、始发年龄均无相关性(P>0.05)。

3 讨论

FCD在形态学上表现为异常的神经元聚集在皮质或皮质下区域，其特征的组织异常如神经元相对于预期的径向朝向不一致，神经元结构特征异常，包括髓鞘含量明显减少[18]，病理上以皮层分层异常、神经元变异及成熟障碍为主。从分子机制角度分析，FCD亚型与以mTOR通路激活为主的诸多信号分子之间复杂的相互作用有关[19]。

表3 患侧病灶与对侧及健康对照DTI参数比较

国内外已有研究[25, 26]显示FCD患侧病灶区域白质纤维束较对

侧显著稀疏，毗邻病灶皮质下白质区的患侧FA值较对侧显著降低，ADC值则较对侧显著升高。FCD的病灶白质区病理变化主要体现为轴突膜及髓鞘的降解、形成障碍，髓鞘化神经纤维稀疏，异位神经元及异常胶质细胞增生[27]，反映神经纤维量与完整性的FA值的降低代表着局部区域水分子扩散运动的各向异性下降，FCD白质区FA值降低可能与上述轴突髓鞘异常及纤维束寡少相关[28]，甚至FA值的减少可能直接意味着髓鞘含量减少[12]，由此在白质区病变中FA值可能较ADC值更敏感，与后述结果相佐证。本研究显示患侧白质区FA值较对侧及健康对照明显降低，差异有统计学意义，与既往研究结果一致，但患侧白质区ADC值与对侧及健康对照差异无统计学意义，与文献[12, 25, 26]研究结果不一致，可能与这些文献入组病例中包含儿童和成人有关，也可能与本研究样本量较少及不同年龄的儿童脑髓鞘发育有关。FCD皮质区主要的病理变化除了皮质异常分层外亦有皮质内异位神经元及异常胶质细胞增生[27]，本研究患侧皮质区ADC及FA值与对侧及健康对照的差异均有统计学意义，且患侧ADC值升高较FA值降低更为显著，显示反映脑组织完整程度的ADC值可能更能敏感地反映大脑神经元受损[29]。

DTI参数ROC曲线的AUC，患侧与健康对照相应区比较大于FCD患儿患侧与对侧比较，提示同参数比较下，FCD患儿病灶与健康对照相应区的比较具有更显著的诊断效用，尤以皮质区更明显。既往文献[30-31]显示伴海马硬化的TLE患者同侧颞叶、弓状束及边缘系统的广泛改变，对侧的颞叶和额叶或海马亦见改变，提示TLE不仅病灶侧受损，对侧组织亦可受累，本研究与文献中病灶对侧可能受累这一点相佐证。

本研究的不足之处：①样本量较少，不同病理类型的FCD数量不足且分布不均，②本研究着眼于儿童FCD，患儿年龄分布跨度较大，不同年龄的儿童大脑髓鞘发育程度差异并未纳入考虑，可能会带来系统误差。

综上所述，DTI参数FA及ADC值可一定程度反映儿童颞叶FCD患侧与对侧及健康儿童的微观结构差异及与临床因素的相关性，FCD患儿病灶与健康儿童相应区的比较具有较好的诊断效用，尤以皮质区更明显，故尝试建立基于健康儿童FA(皮质和白质)及ADC值(皮质和白质)的参考值具有重要意义，可作为常规MR检查的重要补充。