磁共振扩散张量纤维束成像对基底节区脑出血后运动功能预后的预测价值

路文革 朱海安 代允义 贺显君 孔 羽 赵 明 黄文启 张建平

商丘市第一人民医院，河南 商丘 476000

脑出血（intracerebral hemorrhage，ICH）是神经系统常见的急性重症之一，基底节区出血占48%～67%，6个月后约80%的存活患者遗留神经功能残疾，肢体瘫痪是致残中最常见的后遗症［1-2］。不同的脑出血患者临床预后差别很大，其运动功能的恢复程度是临床关注的重点。脑出血的损伤机制十分复杂，脑出血后产生大量的炎性因子、自由基的毒性作用、血细胞分解后释放的有害物质，以及血肿的占位效应和其周围的水肿效应等致内囊神经纤维束受压、推移、损伤、破坏，特别对CST的损伤直接影响患者神经功能缺损的程度。目前多数学者认为，脑出血后白质的损伤主要是血肿对其周围的皮质脊髓束（corticospinal tract，CST）的损伤造成的。皮质脊髓束作为锥体束最大的下行神经纤维之一，在促进脑血管疾病患者肢体运动功能的康复方面具有非常重要的作用［3］。磁共振扩散张量纤维束成像（diffusion tensor tractography，DTT）是目前能无创性、唯一的检测大脑组织微观结构的功能成像，可以直观地三维显示病灶与CST的空间关系以及CST的结构完整性，检测脑白质的损伤以及评估脑白质纤维完整性。既往DTT用于脑出血的研究多是依据CST受病灶所累及的情况采用描述性或分级变量对临床进行评估的［4-9］。本研究使用患侧相对剩余纤维条目数（relative remaining number of CST），采用一个定量参数评估皮质脊髓束受损的程度，以及与3个月神经功能缺损评分的相关性，从而评估对患者神经功能预后的预测价值，为能在脑出血的早期评价患者运动功能的预后提供一个量化指标，并指导临床进行合理、有效的康复治疗。

1 资料与方法

1.1 一般资料选取2020-06—2021-03商丘市市第一人民医院神经内科住院并符合脑出血入选研究条件的患者36例，男25例，女11例，年龄39～75（76.5±1.32）岁。患者均于3个月后行神经内科门诊随访。入组标准：（1）自发性基底节区脑出血（依据头颅CT进行判断）；（2）血肿量≤30 mL（多田公式计算）；（3）发病24 h内入院；（4）存在肢体运动功能障碍；（5）患者神志清晰，可配合检查；（6）患者及其家属知情同意。排除标准：（1）外伤性脑出血经神经外科血肿清除、脑室外引流的病例；（2）原发性脑室出血、蛛网膜下腔出血患者；（3）既往有脑卒中、颅内感染性疾病、颅内占位病变、痴呆等病史者；（4）既往有严重的心、肝、肾疾病，肿瘤及其他慢性消耗性疾病者；（5）存在头颅磁共振检查禁忌证者。

1.2 检查方法与数据处理36例患者经头颅CT平扫证实基底节区脑出血后，于发病后10～14 d进行Philips Achieva 1.5T超导型磁共振扩散张量成像检查。DTI主要参数：选用平面回波成像的脉冲序列进行轴位扫描，扫描矩阵128×128，TE=95 ms，TR=8 000 ms，层厚5 mm，FOV为26 cm×26 cm，矩阵：128×128像素，b＝1 000 s/mm2，分别在15个方向施加扩散敏感梯度。经过软件的运算可以直接显示彩色FA的方向图，在彩色的FA图上选择感兴趣区（regions of interest，ROI）对患侧的CST进行纤维束的示踪成像。本研究把患侧的两个ROI分别设置在内囊后肢和脑桥的基底部，得到患侧CST的三维纤维束示踪图像，把患侧剩余CST条目数与健侧CST条目数相比后乘以100，得到患侧的相对剩余CST条目数。由一名磁共振室有纤维束示踪成像操作经验的技师进行两次评定，最终取平均值。检查前由两名有经验的神经内科医师采用简易Fugl-Meyer（F-M）评分量表对偏瘫肢体进行定量评定［10］，满分100分，最终评分取两者的平均值。3个月后再次对患者进行评分。

1.3 统计学方法采用SPSS 19.0统计软件录入数据并分析。患侧相对剩余CST条目数和患者F-M量表评分的相关性采用Person相关分析，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 36例患者临床资料和DTT数据见表1。

表1 36例患者临床资料和DTT数据Table 1 Clinical informations and DTT data of 36 cases

2.2 患侧剩余CST条目数与患者运动功能预后的关系CST三维重建结果显示，健侧CST自中央前回下行至内囊，并延续至脑桥和延髓，连续性好，形态完整。患侧CST内囊后肢受到不同程度的影响，具体表现：32例受压移位，CST数目减少；4例连续性中断。患侧剩余CST条目数与3个月F-M评分呈正相关（r=0.928，P＜0.01）。

图1 左侧基底节区脑出血Figure 1 Leftbasalganglia hemorrhage

图2 DTT左侧的CST受压、纤维束变细，患者左侧的相对剩余CST条目数为74，3个月后F-M评分82分Figure2 LeftCST com pression，deformation，the left relative remaining number of CST was74，F-M scalewas82 threemonths later

3 讨论

脑出血是神经科最常见的难治性疾病之一，是最具破坏性的一种卒中类型，占全部卒中的10%～15%，半数以上的患者于发病48 h内死亡。多数患者的远期神经功能障碍也较严重，半年后仅有约20%的患者能够生活自理［11-14］，严重影响患者的生存质量，给社会、家庭都造成非常沉重的经济负担。脑出血后引起大脑灰质和白质神经纤维近端或远端损伤，由于基底节区脑出血发生率最高，所以基底节区CST是高血压脑出血最易受损的部位。皮质脊髓束是联系大脑运动皮质和脊髓核团、支配肢体随意运动的主要功能纤维，其在肢体随意运动中起决定性作用。CST的损伤程度及其完整与否决定了脑出血患者肢体运动功能的预后［15］。基底节区脑出血常可引起出血灶周围的CST，尤其是内囊后肢出现受压、移位、变细、断裂等损伤，大脑脚的神经纤维发生华勒变性，导致脑出血患者出现肢体随意运动功能障碍。脑出血后患肢运动功能的恢复程度与神经元以及神经传导系统运动神经纤维结构的完整性有十分密切的关系。

磁共振扩散张量纤维束成像是在常规磁共振平扫和弥散加权成像的基础上发展起来的一种新的纤维束成像技术，常规的弥散加权成像只能在3个方向上施加扩散敏感梯度，而DTT则可在6～55个方向上施加扩散敏感梯度，可对水分子自由扩散运动进行精确的测量，能够精确地评估神经纤维束结构的完整性［16-17］，并可以清晰地显示颅脑病变中的白质纤维束走行以及与相邻组织结构的相互关系［18-19］。既往一些研究多是采用描述性或分级变量，根据血肿与CST的空间关系和CST的结构完整性对脑出血患者临床预后进行评价［20-30］。经软件处理后的神经纤维条目数，虽该纤维条目数并不是真正解剖上的神经纤维根数，但它反映的是影响水分子弥散的某些特定空间位置的纤维相对数量，是对纤维束较为可靠的一个量化指标，可一定程度上较精确地反映纤维束的状况。纤维数目减少代表神经纤维束的损伤、破坏［31］。支配运动功能的神经纤维束减少，即会影响患侧运动功能的预后。

本研究采用脑出血患者的患侧CST条目数与健侧CST条目数之比，即相对剩余条目数评估CST的损伤程度，结果显示，36例患者中3例发病初期出现运动功能障碍，临床症状较轻微，患侧相对剩余CST条目数轻微减少，F-M量表评分96～99分，经药物治疗和康复治疗后，患肢运动功能早期即很快恢复，预后良好。可能是出血灶本身和其周围组织水肿产生的占位效应压迫周围的神经纤维束，当水肿消退后，对神经纤维束的压迫解除，患者运动功能障碍明显改善。其中30例患者发病初期临床症状较严重，DTT显示患侧相对剩余CST条目数轻微减少，F-M量表评分51～95分，患者虽然早期运动功能障碍较严重，但经药物治疗和康复治疗后患者运动功能障碍较前明显改善，远期运动功能也恢复良好；但4例患者发病初期临床症状非常严重，患侧肢体完全性瘫痪，患侧相对剩余CST条目数严重减少或中断，F-M量表评分＜20分，虽经药物治疗和康复治疗，患者运动功能障碍恢复很慢，预后很差。此型患者由于脑出血后纤维束发生变性坏死、神经轴索脱髓鞘、轴索损伤导致神经束传导减慢、传导阻滞所致，也可能与合并严重的炎性反应导致组织损伤破坏有关。后期发生神经纤维束的结构重构以及功能再生，虽然部分患者可能有一定程度的恢复，但预后仍较差。本研究显示，患侧剩余CST条目数减少越严重，患者运动功能障碍的程度也越严重，运动功能恢复也就越差。患侧相对剩余CST条目数与3个月运动功能障碍的严重程度、神经功能预后均具有较好的相关性。

通过DTT患侧相对剩余CST条目数与3个月后F-M评分之间的相关关系，可以推断患者CST的损伤程度，评估患者运动功能的预后，因此，利用磁共振纤维束成像技术，通过对皮质脊髓束的定量分析，即相对剩余条目数，在脑出血早期可以预测患者运动功能的预后。本研究不足之处是样本量小，采用单因素分析，而影响脑出血运动功能预后的因素很多，所以有一定的局限性，有待于今后一方面扩大样本量，另一方面最好结合磁共振功能成像进行进一步探究。开展DTT检查，对早期预测急性脑出血患者运动功能的预后，并进行合理、有效的康复治疗具有重要的临床价值。