腦小血管疾病磁共振波譜和張量成像分析

1 對象與方法

1.1 實驗對象參照國內外有關SVD研究〔4～6〕，患者入選標準為:①患者頭顱MRI顯示皮層下白質腔隙性腦梗死，直徑小于15 mm，②頭顱MRI顯示有皮層下白質疏松，③右利手，左側額葉為優勢側，④患者簽字知情同意參與研究。排除標準:①合并皮質及深部核群梗死者，或者有神經科局灶癥狀體征如失語、癱瘓等，②合并正常顱壓腦積水、腦外傷、CO中毒、低血糖等導致頭顱MRI腦白質異常表現者，③提示心源性腦梗死或者顱內有大血管病變，④合并抑郁不能配合認知檢查者，⑤一般狀況差，合并重要器官重大疾病或既往有精神病史。SVD入選共12例，為2009年10月至2010年12月在我科住院患者。其中男7例，女5例，年齡47～82歲。

對照組為同年齡段正常健康人，頭顱MRI無腦梗死或白質疏松，無其他重大疾病，簽字知情同意參與研究。對照組共6例，男3例，女3例，年齡52～76歲，詳細登記所有研究對象和對照組臨床資料。經暨南大學第一附屬醫院倫理委員會批準，所有受試者和對照組都簽署知情同意書，給予免費磁共振波譜和張量檢測。

1.2 方法 MRS和DTI成像技術:①成像參數:成像儀器為GE 1.5 T signa HD MR掃描儀，梯度場強23 mT·m－1，梯度切換率120 mT·m－1·ms－1，頭頸聯合線圈，成像序列為 T1flair、T2WI、FLAIR、彌散加權成像(DWI)、DTI。DTI采用單次激發自旋回波平面回波技術(EPI)，參數如下:TR10000/TE 115 ms;矩陣為128×128;視野(FOV)為24 cm;層厚5 mm，層距1 mm;彌散加權系數b=0、b=1000(s·mm－2)，彌散敏感梯度方向為15。DTI的采集時間為144 s。MRS采集選用二維多體素點解析法(PRESS)序列，TR 1000 ms，TE 144 ms，Phase18，NEX 1。白質掃描感興趣區(ROI)在T2WI定位，選擇半卵圓中心層面，保證ROI內的結構左右對稱。②圖像采集、處理及分析:采集圖像時用墊固定被掃描者頭部以避免運動偽影，進行勻場以減小靜磁場強度不勻的圖像變形，掃描基線平行前后連合平面。MRS和DTI的原始數據均由GE AW4.2的軟件進行后處理。MRS采用Spectroscopy軟件，代謝物圖像與T2WI圖像匹配，測定半卵圓中心層面代謝物包括乙酰天門冬氨酸(NAA)、肌酸(Cr)、膽堿(Cho)等值，并計算出NAA/Cr和Cho/Cr值。DTI采用Diffusion tensor軟件，在校正變形，選定閾值后計算獲得平均彌散度(MD)圖和部分各向異性(FA)圖，同樣選擇T2WI與之匹配疊加，選擇大小、形態與MRS一致的白質ROI區進行測量，算出ROI區內平均彌散值(MD)和各向異值(FA)。

1.3 統計學方法采用SPSS醫學統計軟件，采用t－檢驗雙樣本異方差假設。

2 結果

實驗組和對照組在ROI區內波譜和張量結果見表1，表2。比較分析實驗組和對照組在ROI區內的FA參數值(左右MD和FA值)以及 MRS參數值(左右的 NAA/Ch，NAA/Cr，Ch/Cr)，發現兩組MRS參數值無明顯差異。而兩組FA參數值比較中，實驗組ROI區內左側MD平均值為0.989，右側MD平均值1.016，左側FA平均值為0.403，右側FA平均值為0.375，對照組ROI區內為左側 MD平均值為0.749，右側MD平均值0.88，左側FA平均值為0.491，右側FA平均值為0.408。發現兩組左右MD值、左側FA值有明顯統計學差異(P值分別為0.00054，0.00830，0.02400)。

表1 實驗組ROI區內DTI與MRS結果

表2 對照組ROI區內DTI與MRS結果

3 討論

SVD認知障礙的主要假說是導致執行功能障礙的額葉－皮質下通路的中斷〔6～8〕。人類高級認知情況無法在動物實驗進行，人腦代謝產物和微觀解剖結構研究也只能在活體無創進行。MRS能夠在活體無創測量腦組織的代謝產物濃度，直接反映腦代謝。NAA主要位于成熟神經元和神經突起如軸突內，其含量的多少反映神經元的功能狀態。Cho反映腦內總的膽堿含量，參與細胞膜的構成，并且是神經遞質乙酞膽堿的前體。DTI可以無創高特異性觀察腦白質的微觀解剖結構。腦白質中的白質束走行具有高度的方向性，MD主要反映彌散運動的快慢而忽略彌散各向異性，即在所有方向上的水分子擴散大小的平均值，FA反映水分子在腦組織中各向異性的特征，通過MD、FA等不同參數成像，來定量檢測腦白質細微結構的異常。MRS和DTI技術可以更加敏感發現某些在傳統MRI正常的白質，其有明顯的代謝及神經結構的異常〔6～8〕。我們希望通過 MRS和DTI技術，觀察半卵圓中心白質腦代謝情況和微觀結構，更為深入地了解SVD的白質損害程度。

本研究提示SVD組在ROI區有白質解剖結構明顯損害。ROI區位于半卵園中心，為額葉－皮層下通路的重要部位，該處存在明顯的解剖結構損害從另外一個側面也證明了SVD患者額葉－皮層下通路損害的假說。Charlton等〔9〕利用DTI技術動態觀察2年84例健康中老年人，發現WML、腦容積的改變與認知無關，而DTI上檢測FA、MD值與認知下降中工作記憶明顯相關。最近一項大樣本503例SVD患者在DTI上的研究也發現，SVD認知損害與DTI上的MD值高度相關，并認為DTI可作為研究SVD的重要工具，DTI上的MD值可作為SVD疾病進展的重要指標〔10〕。

本研究提示腦代謝在SVD發病機制方面可能并無太大作用。但Nitkunan等〔11〕利用MRS聯合DTI對SVD患者、高血壓患者和正常對照組進行研究，以半卵圓中心為ROI區，發現SVD組NAA值下降及MD值增高，兩者明顯相關，提示ROI區微觀解剖結構損害是否與腦代謝異常有關。隨后Nitkunan等〔6〕又利用 MRS測定29例SVD患者和35例對照組，發現SVD組有NAA值下降，但NAA下降與臨床認知損害并無相關，且將MRI－T2序列白質損害因素納入進行統計分析后，發現兩組MRS上包括NAA等參數值并無明顯差異，說明MRS上的腦代謝指標并不能作為SVD嚴重與否的外在指標。

DTI研究證實了SVD患者應該存在有皮層下包括半卵圓中心處解剖結構損害，但是該處是否有腦代謝異常，且該處解剖結構異常是否與腦代謝異常有關仍不清楚。我們認為DTI聯合MRS將為SVD研究提供了一個重要的手段，有必要進一步開展多中心大樣本的聯合研究。

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