磁共振弥散张量成像在脑梗死后继发早期华勒氏变性中的应用

王 笑，牛家玲，王罗羽，王 辉，孙振涛，王 玫

(1.横店文荣医院 放射科，浙江 金华 322118；2.浙江大学医学院附属杭州市第一人民医院 放射科，浙江 杭州 310006)

华勒氏变性(Wallerian degeneration，WD)由Waller首先在青蛙的神经损伤实验中发现，是指神经元近端损伤后，其远端的髓鞘与轴突发生顺行性变性的过程。脑梗死是WD常见病因。常规磁共振信号及形态变化对WD诊断及分期有重要价值，但对WD早期诊断敏感性较差。研究表明，脑梗死后7天即可发生WD，而常规磁共振难于显示4周内的WD。磁共振弥散张量成像(diffusion tensor imaging，DTI)可在微观层面显示活体组织内水分子的扩散运动能力及弥散方向等信息，对脑白质纤维束非常敏感，可显示纤维束的微小结构变化。本研究对脑梗死患者进行DTI检查，观察发病后2～3天、第14天患侧脑组织DTI参数的变化，评价DTI对诊断脑梗死后早期锥体束WD的敏感性。

1 对象与方法

1.1 一般资料 收集2017年9月—2019年4月于横店文荣医院诊断为急性脑梗死的住院患者23例，男13例，女10例；年龄 48～84岁，平均(67.0±11.2)岁。所选患者均符合1995年全国第四次脑血管病学术会议提出的脑梗死诊断标准，经过常规MRI检查证实为单侧急性脑梗死，均存在一侧肢体不同程度的运动通路受损，如肢体无力、麻木、活动受限、肌力改变等。出院后常规MRI复诊均可见与梗死病灶相关的异常信号，由放射冠穿过内囊后肢、大脑脚及桥脑基底部，并且连续3个以上层面可见，与锥体束走行相符，符合锥体束WD的MR诊断标准。所选患者均为首次患病并在发病后2～3天内行磁共振检查(第1次)，起病后第14天复查(第2次)。患者生命体征平稳，患者或家属签署知情同意书。

1.2 检查方法 ①常规MRI检查序列包括矢状位FLAIR T1WI，横轴位T1WI、T2WI、FLAIR T2WI及DWI序列；②DTI数据采集：DTI序列采用平面回波成像序列 24个方向扩散权重采集，值分别为0和1 000 s/mm。扫描范围从颅顶至枕骨大孔平面，具体参数如下：TR/TE 12 000/87 ms，层厚3.0 mm，层间距1.0 mm，层数44层，扫描野(FOV)240 mm×240 mm，矩阵128×128，扫描时间3 min 24 s。DTI原始图像输入工作站(GE Sigma ADW4.6工作站)，经Functool软件处理获得各向异性分数(fractional anisotropy，FA)图及表观扩散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)图。

1.3 参数测量及图像后处理 通过在上述FA及ADC图像上放置感兴趣区(region of interest, ROI)的方法获得FA与ADC值。ROI包括：脑梗死区、梗死区同侧内囊后支、大脑脚和锥体束，以及上述部位对侧相应区域。

1.4 统计学分析 采用SPSS 26.0 统计软件，计量资料比较采用检验，计数资料比较采用检验，<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

第1次检查(发病后2～3天)，与对侧相应区域比较，患者梗死区患侧的FA和ADC值均下降，差异有统计学意义(<0.05)，见表1。第2次检查(第14天)，梗死区、内囊后支、大脑脚、锥体束患侧的FA值均低于对侧相应区域，梗死区的ADC值低于对侧相应区域，差异有统计学意义(<0.05)，见表2。第2次检查梗死区、内囊后支、大脑脚及锥体束患侧的FA值均低于第1次检查，差异均有统计学意义(<0.05)。

表1 患者第1次检查患侧与对侧的FA及ADC值比较(n=23)Table 1 Comparison of FA and ADC values between the affected side and the contralateral side at the first examination (n=23)

表2 患者第2次检查患侧与对侧的FA及ADC值比较(n=23)Table 2 Comparison of FA and ADC values between the affected side and the contralateral side at the second examination (n=23)

3 讨论

脑梗死后，锥体细胞与其轴突之间的联系中断，锥体束失去营养供应，远离梗死部位的锥体束发生WD。DTI的重要参数FA代表各向异性分数，FA值的大小与白质纤维束的完整性有关，ADC值代表水分子的弥散能力。本研究运用DTI技术对23例脑梗死患者进行检查，第2次检查(第14天)，梗死区、内囊后支、大脑脚、锥体束患侧的FA值均明显低于对侧相应区域，梗死区的ADC值明显低于对侧相应区域，提示FA值对于诊断早期锥体束WD较为敏感。相关动物实验表明，脑损伤初期纤维束完整性被破坏，轴突和髓鞘分解形成的碎片会限制水分子沿着纤维束的扩散，导致FA值降低；而髓鞘的崩解使水分子在垂直方向的运动增加，这两个生物效应共同作用使ADC值可无明显改变。本文研究结果与以上动物实验结果基本一致，提示锥体束发生继发性改变表现为逐步分解和破坏的过程，提示DTI的FA值对于脑梗死后早期锥体束WD的检出具有较高的敏感度及临床价值。

Kuhn等根据病理改变及磁共振表现将WD分为4个阶段。第1期：0～4周，表现为轴突变性伴髓鞘的轻微生化改变，此期常规磁共振没有异常信号改变。第2期：5～10周，表现为髓鞘蛋白降解，但髓磷脂保持完好，组织疏水性增加，此期磁共振表现为T2加权低信号。第3期：11～14周，表现为髓鞘脂质分解，胶质增生，组织亲水性增加，此期磁共振表现为T2加权高信号。第4期：几年后，表现为脑组织萎缩造成的体积缺失，此期磁共振表现为损伤同侧脑干萎缩。常规磁共振对早期锥体束的细微改变不敏感，脑梗死后早期难以检出WD。有研究表明，DTI技术于脑梗死发生后14天内可检测出锥体束WD。本研究结果显示，患者于发病后第14天观察到患侧锥体束的FA值较对侧明显降低，表示DTI对于早期WD检出要优于常规磁共振检查。另有研究发现，脑梗死后患侧锥体束的FA值表现为进行性下降，与WD的病理发展过程平行，并推断FA值可用于表示锥体束WD的程度。本研究结果显示，23例患者发病后第14天患侧梗死区、内囊后支、大脑脚及锥体束的FA值较第一次检查进行性下降，表示WD随时间的延长可呈逐渐加重的趋势。

本研究样本量相对较少，随访时间较短，后续需进一步增加样本量及随访时间，以验证研究结果的可靠性。锥体束WD可能会导致不同程度的运动系统、感觉系统、语言功能障碍。有研究发现rFA值(患侧FA值/健侧 FA值)可用于预测及评估脑梗死后运动功能的恢复情况，后续研究可将rFA值与评估预后运动功能进行结合。

综上所述，DTI技术对于早期锥体束WD诊断具有较高的敏感性，通过 FA 值定量研究白质纤维束的完整性和WD的病理发展过程可弥补常规MRI的缺陷，对病程判断具有一定的价值。