DTI联合DTT检测的患侧FA值下降百分比对老年脑梗死患者病程的评估价值及白质纤维束分级与NIHSS评分相关性

王凯 张贵兴 黄叶明 冯冲冲

【摘要】 目的：探究磁共振彌散成像（DTI）联合弥散张量纤维束成像技术（DTT）检测的患侧FA值下降百分比对老年脑梗死患者病程的评估价值及白质纤维束分级与NIHSS评分相关性。方法：回顾性分析2020年1月-2022年1月厦门市第五医院收治的80例老年脑梗死患者的临床资料。患者均接受常规磁共振成像（MRI）平扫、弥散加权成像（DWI）、DTI、DTT检查。根据病程将患者分为急性期组（≤3 d）、亚急性期组（4 d～3周）、慢性期组（>3周），以美国国立卫生研究院卒中量表（NIHSS）评分评估患者的预后，分析DTI联合DTT检测结果的患侧FA值下降百分比和白质纤维束分级对老年脑梗死患者病程和预后的评估价值。结果：80例患者中，DTI联合DTT测出86个病灶，其中脑叶白质30个，基底节区34个，丘脑6个，放射冠区10个，半卵圆中心6个；慢性期组的患侧部分各向异性（FA）值、患侧FA值下降百分比均高于急性期组、亚急性期组患者，亚急性期的患侧FA值下降百分比高于急性期组患者，差异均有统计学意义（P<0.05）；绘制受试者工作特征（ROC）曲线显示，患侧FA值下降百分比评估老年脑梗死患者病程的曲线下面积（AUC）为0.953；白质纤维束分级3级和2级患者入院时和出院时NIHSS评分均高于1级患者，且3级患者高于2级患者，差异均有统计学意义（P<0.05）；Spearman相关性分析结果显示，老年脑梗死患者的白质纤维束分级与入院时NIHSS评分、出院时NIHSS评分呈正相关（rs>0，P<0.05）。结论：DTI联合DTT可以有效预测老年脑梗死患者的病程及预后，诊断价值较高。

【关键词】 脑梗死 磁共振弥散成像 弥散张量纤维束成像技术 部分各向异性 白质纤维束

[Abstract] Objective： To explore the value of the percentage decrease of the FA value on the affected side detected by magnetic resonance diffusion tensor imaging （DTI） combined with diffusion tensor tractography （DTT） in evaluating the course of disease in elderly patients with cerebral infarction， and the correlation between white matter fiber tract classification and NIHSS scores. Method： The clinical data of 80 elderly patients with cerebral infarction admitted to Xiamen Fifth Hospital from January 2020 to January 2022 were retrospectively analyzed. All patients underwent routine magnetic resonance imaging （MRI） plain scan， diffusion-weighted imaging （DWI）， DTI， and DTT examinations. The patients were divided into acute stage group （≤3 d）， subacute stage group （4 d-3 weeks）， and chronic stage group （>3 weeks） according to the course of disease. The national institutes of health stroke scale （NIHSS） score was used to evaluate the prognosis of the patients. The value of DTI combined with DTT test results of FA decline on the affected side and the classification of white matter fiber tracts in the assessment of the disease course and prognosis of elderly patients with cerebral infarction based on the percentage were analyzed. Result： Among the 80 patients， 86 lesions were detected by DTI combined with DTT， including 30 lesions in the white matter of the lobe， 34 in the basal ganglia， 6 in the thalamus， 10 in the corona radiata， and 6 in the center of the semiovale. The fractional anisotropy （FA） value of the the affected side and the percentage of decrease in the FA value of the the affected side were higher than those of the patients in the acute phase group and subacute phase group， and the percentage of decrease in the FA value of the the affected side in the subacute phase was higher than that of the patients in the acute phase group， the differences were statistically significant （P<0.05）. The receiver operating characteristic （ROC） curve plotting showed that the area under the curve （AUC） for evaluating the disease course of elderly patients with cerebral infarction by the percentage of FA value decline on the affected side was 0.953.The NIHSS scores of patients with white matter fiber tract grade 3 and 2 were higher than those of grade 1 patients on admission and discharge， and the patients with grade 3 were higher than those with grade 2， the differences were statistically significant （P<0.05）. The results of Spearman correlation analysis showed that the white matter fiber tract grade of elderly patients with cerebral infarction was positively correlated with the NIHSS scores at admission and the NIHSS scores at discharge （rs>0， P<0.05）. Conclusion： DTI combined with DTT can effectively predict the course and prognosis of elderly patients with cerebral infarction， and has a high diagnostic value.

[Key words] Cerebral infarction Magnetic resonance diffusion tensor imaging Diffusion tensor tractography Fractional anisotropy White matter fiber tracts

First-author's address： Xiamen Fifth Hospital， Fujian Province， Xiamen 361101， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2023.14.035

脑梗死发生后会导致意识障碍、肢体麻木、瘫痪等，且病情进展较快，如不及早明确诊断，并进行针对性治疗，残疾或病死风险较高[1-2]。电子计算机断层扫描（CT）、磁共振成像（MRI）检查是临床诊断脑梗死的常用方法，但难以准确显示脑梗病灶区和神经纤维束的空间关系，不利于患者病情的判断及早期治疗[3-4]。磁共振弥散成像（diffusion tensor imaging，DTI）、弥散张量纤维束成像技术（diffusion tensor tractography，DTT）为功能MRI技术，DTI是弥散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）的延伸，可以量化分析病灶内水分子的弥散运动，而DTT是在DTI基础上重建白质纤维束的三维图像技术，能立体显示脑梗病变对患者白质纤维束的损伤[5-6]。基于此，本研究旨在探究DTI联合DTT检测结果的患侧FA值下降百分比和白质纤维束分级对老年脑梗死患者病程及预后的评估价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2020年1月-2022年1月厦门市第五医院收治的80例老年脑梗死患者的临床资料。纳入标准：（1）符合文献[7]《中国急性缺血性脑卒中诊治指南2018》中脑梗死诊断标准，且经数字减影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）检查确诊；（2）均为首次发生脑梗死；（3）经常规MRI、DWI检查确诊为大脑单侧发病；（4）病情稳定后可行DTI、DTT检查。排除标准：（1）经CT检查为脑出血；（2）合并颅脑外伤、颅内感染或颅内肿瘤；（3）既往有颅脑手术史；（4）既往有痴呆、帕金森病或癫痫；（5）精神疾病；（6）有严重酒精依赖史；（7）心肝肾等其他器官严重障碍；（8）脑死亡。本研究经医院医学伦理委员会审核批准[2020审（006）号]。

1.2 方法 所有患者均于发病24 h后行常规头颅MRI平扫、DWI检查，于患者病情稳定后行DTI检查、DTT检查。检测所用仪器为美国GE公司生产的Signa 1.5T磁共振扫描仪。

1.2.1 常规MRI平扫序列及参数 采用磁共振扫描仪对患者的头颅进行横轴面扫描，包括轴位T1WI、T2WI、矢状位T2WI，参数如下：常规SE序列T1-flair（TR 2 162 ms，TE 20 ms），FOV 240 mm×180 mm，矩阵320×256，层距1.5 mm，层厚7 mm；T2-flair（TR 4 420 ms，TE 112 ms），FOV 240 mm×180 mm，矩阵384×256，层距1.5 mm，层厚7 mm。

1.2.2 DWI序列及参数 采用SE-EPI序列，TE=110 ms，TR=6 000 ms，FOV 240 mm×240 mm，矩阵128 mm×128 mm，层距1.5 mm，层厚7 mm，共30层，NEX=2。

1.2.3 DTI序列及参数 采用SE-EPI序列，TE 60 ms，TR 8 000 ms，2个b值分别为0、1 000 s/mm，矩阵128 mm×128 mm，FOV 240 mm×240 mm，层厚5 mm，激励次数（number of excitation，NEX）=1，无间隔连续扫描。采用Functiontool diffusion tenssor分析软件处理图像，将脑梗死病灶和健侧大脑半球相应区域作为感兴趣区（region of interest，ROI），分别测量中心区部分各向异性（fractional anisotropy，FA）值，患侧FA值下降百分比=（健侧FA值-患侧FA值）/健侧FA值×100%。

1.2.4 DTT检查 根据病灶位置在內囊、外囊、半卵圆中心、脑干等层面选取ROI，利用DTT技术重建双侧白质纤维束，观察其走行、形态及纤维束数量的改变状况。白质纤维束受损程度分级如下：1级，白质纤维束完整；2级，白质纤维束部分中断或移位、受压；3级，白质纤维束完全或大部分中断[8]。

1.3 观察指标及评价标准 （1）根据病程将患者分为急性期组（≤3 d）、亚急性期组（4 d～3周）、慢性期组（>3周），比较三组患者的患侧、健侧FA值和患侧FA值下降百分比，并绘制受试者工作特征（receiver operator characteristic，ROC）曲线分析患侧FA值下降百分比对老年脑梗死患者病程的预测效能。（2）患者入院时、出院时24 h内，由神经科医生采用美国国立卫生研究院卒中量表（national institute of health stroke scale，NIHSS）评分评估患者的预后，该量表共11项条目，分值0～42分，得分越高，神经功能缺损越严重，预后越差[9]。分析白质纤维束分级与NIHSS评分相关性。

1.4 统计学处理 采用SPSS 25.0软件，以率（%）表示计数资料，以（x±s）表示计量资料，多组间比较采用单因素方差分析，组间两两比较用LSD-t检验；绘制ROC曲线，并计算曲线下面积（area under the cure，AUC），检验患侧FA值下降百分比评估老年脑梗死患者病程的价值，AUC值>0.9表示评估价值较高，0.71～0.90表示评估价值尚可，0.50～0.70表示评估价值较低；采用Spearman相关分析老年脑梗死患者白质纤维束分级与NIHSS评分相关性。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 患者一般资料 80例患者中男42例，女38例；年龄60～83岁，平均（68.25±5.58）岁；入院时意识障碍6例，偏瘫32例，面瘫28例，语言障碍14例；急性期15例，亚急性期53例，慢性期12例。

2.2 检查结果 80例老年脑梗死患者中，DTI联合DTT测出86个病灶，其中脑叶白质30个，基底节区34个，丘脑6个，放射冠区10个，半卵圆中心6个。

2.3 不同病程组患者病灶及健侧相应区域的FA值比较 三组健侧FA值比较，差异无统计学意义（P>0.05）；急性期组与亚急性期组的患侧FA值比较，差异无统计学意义（P>0.05）；慢性期组的患侧FA值、患侧FA值下降百分比均高于急性期、亚急性期组患者，差异均有统计学意义（P<0.05）；亚急性期患侧FA值下降百分比高于急性期组患者，差异有统计学意义（P<0.05）。见表1。

2.4 患侧FA值下降百分比评估老年脑梗死患者病程的价值 将老年脑梗死患者病程作为状态变量（1=慢性期，0=急性期、亚急性期），将患侧FA值下降百分比作为检验变量，绘制ROC曲线，结果显示，患侧FA值下降百分比评估老年脑梗死患者病程的AUC为0.953，95%CI为（0.908，0.998），且当患侧FA值下降百分比为19.345%时，其敏感度为0.889，特异度为0.809，P<0.001。见图1。

2.5 不同白质纤维束分级的NIHSS评分比较 80例老年脑梗死患者重建了病灶区的双侧大脑白质纤维束，其在DTT图像中的分级结果为1级9例，2级51例，3级20例；白质纤维束分级3级和2级患者入院时和出院时NIHSS评分均高于1级患者，且3级患者高于2级患者，差异均有统计学意义（P<0.05）。见表2。

2.6 白质纤维束分级与NIHSS评分相关性分析 将白质纤维束分级按等级分别记为1、2、3，采用Spearman相关性分析结果显示，老年脑梗死患者的白质纤维束分级与入院时NIHSS评分、出院时NIHSS评分呈正相关（rs>0，P<0.05）。见表3。

3 讨论

DSA为诊断脑梗死的金标准，可准确评估梗死区域及病灶周围组织情况，但为有创操作，临床应用限制较多，不适合基层推广[10-11]。而常规CT、MRI平扫仅限于疾病病情初步评估，无法为该疾病的深入治疗提供较多的依据，临床还需寻求更有效的诊断方法[12]。

DTI及DTT为功能MRI技术，本研究将其联合用于脑梗死诊断中，结果显示，慢性期组的患侧FA值、患侧FA值下降百分比均高于急性期组、亚急性期组患者，亚急性期患侧FA值下降百分比高于急性期组患者，提示随着病程延长，老年脑梗死患者的患侧FA值及患侧FA值会逐渐降低，且慢性期时降低较显著。绘制ROC曲线显示，患侧FA值下降百分比评估老年脑梗死患者病程的AUC为0.953，评估价值较高。其原因为FA为DTI常用参数，可以反映组织各向异性程度，其水平越高则睡眠组织细胞结构越紧密[13]。而脑梗死急性期时，脑内三磷酸腺苷消耗会促使细胞内钙离子、钠离子增多，细胞内渗透压升高，导致细胞毒性水肿，从而造成细胞外间隙变形、细胞肿胀，FA值降低[14-15]。随着病程进展，脑梗死逐渐进入慢性期，神經组织坏死仍将持续，多表现为纤维白质髓鞘溶解、脱失，神经胶质增生，导致细胞排列无序、杂乱，从而造成病灶局部水分子自由弥散方向不一致，FA值下降明显[16-17]。但任何导致水分子弥散运动改变的因素也可能造成FA值改变，故FA值不能作为临床诊断脑梗死的特异性参数。本研究结果显示，白质纤维束分级3级和2级患者入院时和出院时NIHSS评分均高于1级患者，且3级患者高于2级患者；相关性分析显示，白质纤维束分级与入院时NIHSS评分、出院时NIHSS评分呈正相关。说明白质纤维束分级与NIHSS评分相关，且分级越高，NIHSS评分越高，神经损伤越严重。其原因为皮质脊髓束为脑内较大白质纤维束，是联系脊髓核团核运动皮质的主要功能纤维，在肢体运动中具有重要作用，其分级越高，则皮质脊髓束受损较严重，临床症状较明显，患者预后较差[18]。DTT可以清晰显示脑内皮质脊髓束三维结构，直观反映皮质脊髓束的各方向异性变化[19]。DTT联合DTI检查可以获取脑梗死患者双侧FA值，明确皮质脊髓束损伤情况，且图像质量较高，便于医生明确患者梗死部位及病变情况，采取针对性的治疗方案，从而改善预后[20]。

综上所述，DTI联合DTT可以有效预测老年脑梗死患者的病程及预后，诊断价值较高。

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（收稿日期：2022-09-28） （本文编辑：何玉勤）