磁共振成像在面肌痉挛中的研究进展

章晶月，郭兰田（通信作者）

（1滨州医学院附属医院放射科 山东 滨州 256603）

（2滨州医学院医学影像学院 山东 烟台 264003）

原发性面肌痉挛（hemifacial spasm，HFS）主要表现为面部肌肉不自主痉挛，早期症状通常起自眼轮匝肌，呈渐进性发展，逐渐蔓延至整个半面，甚至颈阔肌。其发病机制尚不明确，主要学说包括“中枢学说”“周围学说”两种，两种学说共同的病理学基础是面神经根中央髓鞘和周围髓鞘过渡区易发生脱髓鞘改变[1]。HFS的病因主要为血管压迫面神经根出口区(facial root exit zone，fREZ)。微血管减压术（microsurgical vascular decompression，MVD）可有效缓解面神经根的血管压迫。术前评估神经血管关系至关重要。磁共振技术提示HFS患者存在脑结构和功能的改变。本研究主要从高分辨率MR成像及图像后处理技术、基于体素的形态学测量（voxel based morphometry，VBM）、静息态功能MRI（resting-state functional MRI，rs-fMRI）、弥散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）4 个方面综述 MRI在HFS中的研究进展。

1 高分辨率MR成像及图像后处理技术

清楚显像桥小脑区的面神经与血管是磁共振结构成像的首要任务。血管和神经的MRI序列根据血管颜色分为“黑血法”序列和“白血法”序列。①“白血法”序列图像特点是血流速度快的动脉血管表现为明显高信号，脑脊液呈较低信号，面神经和脑干呈中等信号，代表序列是三维时间飞跃磁共振血管成像（three dimensional time of flight MRA，3D-TOF-MRA），该序列的优点是便于观察责任血管的来源和走形，不足之处是对血流速度慢的小动静脉显示欠佳。②“黑血法”序列图像特点是脑脊液显示为均匀一致高信号，代表序列是三维稳态采集快速成像（three-dimensional fast imaging employing steady state acquisition with cycled phases，3D-FIESTA），其便于判断神经与血管关系，但当责任血管细小且走形迂曲难以分辨[2]。与一类序列单独使用相比，两类序列联合发现责任血管的阳性率和总体准确率较高[3]。

图像后处理技术有助于显示责任血管和神经，其在HFS中的应用包括多平面重建和三维重建。三维重建的步骤是利用白血法序列重建血管，利用黑血法序列重建神经和脑干，最后将两者融合观察神经与血管关系。Chan与Tan[4]发现沿面神经长轴斜冠状位的重建有利于显示面神经与脑桥腹面紧密连接段与周围血管关系。王银占等[5]发现三维重建技术有助于显示血管环压迫面神经，降低3D-FIESTA联合3D-TOF MRA序列中的假阴性率。

2 VBM

VBM是对整个大脑解剖差异进行评估，包括灰质体积、白质体积、脑脊液体积、颅内总体积。Xu等[6]发现HFS患者右侧杏仁核灰质体积较健康对照组减小，可能与HFS患者痉挛性情感障碍和视觉注意障碍有关。Tu等[7]发现与健康对照组相比，全脑灰白质体积和颅内总体积无显著差异，HFS患者右顶下小叶灰质体积减小，小脑第Ⅷ小叶灰质体积增加，表明HFS患者只存在局部灰质改变，而不是全脑改变。Bao[8]发现HFS患者的丘脑、壳核、苍白球、前额叶背外侧皮质灰质体积较健康对照组显著减小，与眼睑痉挛患者病理生理机制所涉及的灰质体积变化大部分重合，推测这两种疾病病理生理机制相似，痉挛均与基底节-丘脑-皮质运动回路有关，HFS患者杏仁核、海马旁回灰质体积减小，这些灰质与情绪调控相关，表明HFS可引起情绪障碍。

3 rs-fMRI

fMRI是基于脑代谢机制，利用去氧血红蛋白改变T2弛豫时间的原理成像，其反映的是没有任何感官或认知刺激情况下自发性脑功能活动。应用于HFS的分析法包括局部一致性（regional homogeneity，ReHo）分析法和静息态功能连接（resting state functional connectivity，rsFC）分析法。

3.1 ReHo分析法

ReHo可提示给定体素及其最近邻体素间时间序列的同步性，反映同一脑区内各神经元自发活动的一致性。ReHo值高代表给定内脑区各神经元活动一致性良好。Tu等[7]发现较健康对照组，HFS患者左侧舌回、右侧楔前叶、左侧额中回、左内侧扣带回、右侧颞上回ReHo值降低；左侧中央前回、左侧前扣带回、右侧脑干和小脑ReHo值增高，提示HFS与面部运动控制有关的大脑区域异常自发脑活动有关。Luo[9]发现HFS患者右侧后扣带回的ReHo与神经血管压迫程度、痉挛严重程度正相关，提示右侧后扣带皮层ReHo可作为监测HFS患者的替代指标；右侧后扣带皮层的ReHo主要通过神经血管压迫程度的改变间接影响痉挛评分，提示右侧后扣带皮层的ReHo可能是HFS疾病的原因。

3.2 rsFC分析法

rsFC可提示功能相关但结构不同的大脑区域自发低频波动的时间相关性，揭示各种病理状态下内在脑网络的功能重组。该分析方法需要研究者选取种子点，种子点不同，研究结果也会各不相同。Xu[9]选取右侧杏仁核为种子区，发现其与双侧内侧前额叶皮质、眶额叶皮层FC增强，且杏仁核-内侧前额叶皮质FC与焦虑状态成正相关，证实痉挛性情感障碍的存在。此外，发现杏仁核-岛叶FC增强且与痉挛严重程度呈正相关，推测这可能与弥补频繁面部收缩带来的视觉缺陷有关，提示脑网络存在功能重组。Niu等[10]选取左右丘脑作为种子区，发现与健康对照组相比，HFS患者双侧丘脑-双侧顶叶皮层FC增强，右侧丘脑-左侧躯体感觉关联皮层FC与痉挛严重程度呈正相关，右侧丘脑-右侧缘上回间FC与焦虑评分、抑郁评分呈负相关，表明丘脑可以调节HFS的几个核心症状，提示丘脑亚区参与HFS的病理生理机制。Gao[11]选取每个半球纹状体的六个亚区作为种子区，发现与健康对照组相比，HFS患者除腹-吻侧壳核外，余纹状体亚区与运动皮层及情绪相关皮层间的FC均发生改变且腹侧纹状体-运动皮层FC与痉挛严重程度呈正相关，提示皮质-纹状体网络可能参与HFS的神经病理机制。

4 DTI

DTI技术基于白质束中水分子各向异性扩散的原理进行成像，其弥散特性指标可反映髓鞘和轴突微结构信息。DTI的弥散特性指标包括各向异性分数（fractional anisotropy，FA）、平均弥散率（mean diffusivity，MD）、轴向扩散率（axial diffusivity，AD）、径向扩散率（radial diffusivity，RD）。FA反映白质纤维脱髓鞘和轴突细胞膜的完整性，MD反映细胞变性的严重程度，AD反映轴突损伤或变性的严重程度，RD是评估脱髓鞘或髓鞘形成障碍的敏感指标。基于纤维束的空间统计分析方法（tract-based spatial statistics，TBSS）和基于感兴趣区（region of interest，ROI）的分析方法是应用于HFS的两类弥散特性指标分析方法。此外，利用DTI重建脑结构网络的方法也被用于HFS的研究中。分析网络特征的主要参数有全局效率（Eglobal）、平均路径长度（Lp）、节点效率（Enodal）等。Eglobal、Lp是衡量脑网络整合最常用的指标，Lp越短，Eglobal越高，表明整个网络脑区间信息转换的平均能力越高。

4.1 TBSS

TBSS是一种基于图像配准，针对全脑体素的FA值提取白质骨架，在白质骨架上比较张量指标在全脑体素水平的组间差异。与基于ROI的分析方法相比，其能排除主观勾画感兴趣区的影响，更加客观地反映白质纤维束的变化。RD通常代表白质的横向扩散方向，RD增加可能提示脱髓鞘和神经炎症。Guo等[12]通过TBSS分析发现与健康对照组相比，HFS患者的胼胝体干和膝部、双侧下纵束和下额枕束、左上纵束、内囊左后肢、左丘脑后辐射FA值减小、RD值增大，提示HFS患者与运动、视觉、情感相关的白质束存在微结构变化；此外，右侧下纵束和下额枕束的RD值与Cohen痉挛评分呈正相关，提示在HFS患者中，右侧下纵束和下额枕束中髓鞘破坏的进展可能与更严重和更难控制的面部肌肉收缩有关。Zhang[13]通过TBSS分析发现HFS组较健康对照组相比，双侧上纵束FA值增大，RD值减小，推测HFS患者的白质微结构存在重塑。此外，患者病程和Cohen分级与左侧上纵束的FA呈正相关，表明左侧上纵束的DTI参数有望成为HFS的影像学指标。

4.2 基于ROI的分析方法

ROI是计算选取的特定解剖部位的DTI量化指标的平均值。Jin[14]通过ROI发现较健侧相比，患侧面神经池段FA值减低，ADC值增高，提示可以通过DTI确定面神经池段是否存在脱髓鞘和轴索损伤诊断早期HFS；随访发现，症状缓解的患者术后6个月和1年患侧的FA值明显高于术前，ADC值明显低于术前；症状没有明显缓解的患者，FA和ADC值与手术前相比没有显著变化，提示HFS相关症状的缓解与脱髓鞘的恢复之间存在正相关，可以使用客观数据跟踪HFS的恢复情况。

4.3 基于DTI重建脑结构网络

Guo等[15]通过比较HFS患者和正常人脑结构网络的拓扑参数，发现与正常人相比，HFS患者脑网络Eglobal增高，Lp减小，多个皮层和皮层下区域的Enodal值增大，表明脑白质结构网络在HFS中经历了广泛的重组，患者的信息转换和整合能力增强。

5 展望

高分辨率MRI辨认责任细小动静脉仍是一个难题，今后的研究可以从两个方面考虑：一是应用更高场强MRI成像，二是应用增强检查提高静脉的检出率。磁共振技术提示HFS患者存在脑结构和功能的改变，但关于存在变化的脑区结论各异，仍需要进一步研究。