FA值在腦白質病與正常白質的對照與分析

陳勝堂 鄭曉林

1.廣東省翁源縣人民醫院影像科，廣東 韶關 512600；2.廣東省東莞市人民醫院放射科

1 材料與方法

1.1 一般資料 白質異常信號組25例，男16例，女9例，年齡48—81歲，平均年齡77 歲。均有高血壓病史，部分病人訴頭暈、頭痛，肢體乏力等癥狀。常規MRI檢查診斷腦白質病，其中9例同時診斷為腦缺血灶。白質信號正常組14例，男8 例，女6例，年齡44-72歲，平均年齡65歲。部分有高血壓病史，部分因健康檢查行MRI檢查。

1.2 檢查方法

1)常規序列:采用Philips公司生產Achieva 1.5T 超導MR掃描儀。常規序列參數：T1WI，橫斷面，TR/TE 350ms/15 ms；T2WI 橫斷面，TR/TE 4000ms/100ms；FLAIR，橫斷面，TR/TE 6000ms/120ms；翻轉角為90°。層厚均為5mm，層距1mm，視野230X230mm，采集矩陣 250X250，激勵次數為2。

2)DTI序列：采用單次激發EPI彌散加權成像序列，b值=1000s/mm2，彌散敏感方向數16個，TR/TE 3400ms/80ms，視野 320X320mm，采集矩陣為128X128，重建矩陣為256X256，層厚5mm，層距1mm，激勵次數為1。

3)圖像處理與分析：原始數據傳到工作站，利用Phillips公司提供的分析軟件，重建出FA圖，參考T2WI、FLAIR圖像，以異常信號區（白質對稱高信號）為興趣區，分別測量雙側額葉、頂葉異常信號區的FA值，測量面積為20mm2。同時選取相同面積興趣區測量異常信號區以外的正常信號腦白質及測量白質信號正常的被檢者額葉、頂葉白質的FA值，以作對照。主要分析指標為白質信號特點及FA值。

4)統計學分析方法：采用SPSS11.0版本軟件進行數據處理首先檢驗異常白質與正常白質數據是否為正態分布。分別計算額葉、頂葉及正常區域各組數據平均數與標準差。用單因素方差分析檢驗異常組和正常組各測量部位均數間的顯著性差異。用t檢驗方法計算異常信號區白質、正常信號區白質之間是否有顯著性差異。取p＜0.05認為有統計學意義。

2 結 果

2.1 腦白質信號異常的常規MR與DTI表現正常白質MR表現T1WI、T2WI為較灰質稍短信號，信號均勻。FLAIR序列白質內無明顯高信號。腦白質病異常信號區表現為長T1/T2信號改變，主要位于額葉與頂葉側腦室周圍，形態不規則，邊緣較模糊，呈雙側對稱性改變。FLAIR表現較常規序列明顯之高信號。

表1 25例白質異常組FA值及方差分析結果

表2 14例正常白質組（對照組）FA值及方差分析結果：

表3 病變白質與正常白質FA值均數t檢驗結果

2.2 DTI FA圖表現與FA值：DTI圖正常額、頂、枕葉腦白質于中心部位表現為均勻高信號，其邊緣見弓形型纖維輪廓，境界較清楚，信號略低于中心部。DTI圖異常白質表現為信號減低、不均勻，周圍部分弓形纖維邊緣前欠規整，但信號高于腦灰質。異常信號區所測得的FA值較正常信號區白質FA值低（表1、2）。異常白質區域不同部位FA值無顯著性差異（P>0.05）。正常白質FA值與異常信號白質FA值之間有顯著性差異（P<0.05）(表3)。

3 討 論

腦白質病目前定義尚不明確，多種因素均可導致MRI腦白質信號異常。最常見原因為動脈硬化引起腦白質供血不足，使腦白質脫髓鞘，于MRI表現為對稱性長T1/T2信號。基于平面回波（echo planar imaging,EPI）技術的彌散加權成像(diffusion weighted imaging,DWI)是描述組織的水分子在像素內彌散運動的序列，能探測或顯示水分子的自由運動狀態及水分子運動受限程度，從分子水平提供組織的代謝信息，屬于功能成像[1]，水分子運動狀態與其所處的化學環境、病理改變有關，當組織病變時，細胞功能和代謝發生異常，使水分子彌散運動受限而被DWI序列檢出。分子的彌散狀態尚可用表觀彌散系數（apparent diffusion coefficient,ADC）加以量化。DWI通過顯示水分子彌散狀態來反映組織功能，較其他MRI序列檢測病變敏感，是檢測早期腦梗塞最佳的方法，但在腦白質病信號表現無明顯異常。彌散張量（diffusion tensor imaging,DTI）同時能檢測水分子彌散狀態和彌散方向，可以說在DWI基礎上反應病變的形態與功能更為準確[2]。DTI序列能通過FA值準確反映水分子彌散方向的強度，也可以通過纖維白質束成像直觀地反映組織的形態。

一般認為，組織發生病變或缺血壞死，細胞內與蛋白質結合的水增多、細胞腫脹，導致組織水分子運動受限，DWI圖信號明顯增高，使病變能夠早期檢出。腦白質病，表現為雙側大腦半球側腦室周圍白質片狀、斑片狀長T1/T2信號，以FLAIR序列顯示更為清楚。在DWI，則與急性期腦梗塞不同，表現為等信號。說明DWI在圖像上不能顯示腦白質病變形態，可能提示組織結構無明顯破壞、壞死。實際上腦白質病不是一個獨立的疾病，多種病因如腦動脈硬化、代謝性疾病、免疫性疾病均使白質脫髓鞘，均產生相同的MRI表現。其病理基礎是神經纖維保持完整，主要為髓鞘破壞崩解[3]。為了說明DTI對腦白質病變檢出的可靠性，本組資料對一組正常人進行觀察，正常DTI表現與有關的測量數據與異常組比較。根據本組資料的觀察，和統計結果提示腦白質病DTI白質纖維圖表現為白質纖維稀疏、減少，不連續。FA圖表現為白質信號減低，邊緣模糊不清，FA值也明顯低于正常。說明DTI能夠顯示腦白質病的纖維異常改變。推測腦白質由于髓鞘崩解，導致白質之間的間隙擴大，同時伴有白質纖維束的斷裂。致使病變內水分子方向性減低而能被DTI序列檢出。

繼DWI之后，隨著計算機技術的發展，DTI技術所需的檢查時間明顯縮短，在臨床上的應用越來越廣泛。最早主要用于描繪腦白質纖維束的形態[4]。逐漸在國內外出現腦腫瘤DTI周圍白質的研究[5]，認為DTI通過不同參數能辨別腫瘤周圍白質水腫與腫瘤浸潤。在腦缺血方面，通過神經纖維束成像，顯示中斷、破壞的白質纖維束，同時觀察纖維束與腦功能區的關系，解釋患者運動、感覺和語言功能損害原因[6]。DTI在腦白質病方面文獻報道較少，主要見于多發性硬化所致脫髓鞘的研究[8]，其結果為脫髓鞘病灶內水分子的各向異性度減低，認為DTI能顯示腦白質病。其結果與本組研究一致。

通過以上的分析和總結，筆者認為DTI序列顯示腦白質病的改變較DWI敏感，對有些懷疑有各種原因導致白質腦病的病人在常規MRI未發現異常時可建議做DTI檢查，以便發現更多的診斷依據。本文通過DTI顯示腦白質脫髓鞘改變及FA值對病變量化，僅為初步的觀察，在此方面有待進一步觀察研究。

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2.Tuch DS,Reese TG,Wiegell MR,et al.High angular resolution diffusion imaging reveals intravoxel white matter fiber heterogeneity[J].Magn Reson Med,2002,48:577-582.

3.Salat DH,Tuch DS,Greve DN,et al.Age-related alterations in white matter microstructure measured by diffusion tensor imaging[J].Neurobiol Aging,2005,26:1215-1227.

4.Kei Yamada,Osamu Kizu,Susumu Mori,et al.Brain Fiber Tracking with Clinically Feasible Diffusion-Tensor MR Imaging: Initial Experience[J].Radiology,2003,227:295-301.

5.Stanley Lu,Daniel Ahn,Glyn Johnson,et al.Diffusion-Tensor MR Imaging of Intracranial Neoplasia and Associated Peritumoral Edema: Introduction of the Tumor Infiltration Index[J].Radiology,2004,232:221-228.

6.Lee JS,Han MK,Kim SH,et al.Fiber tracking by diffusion tensor imaging in corticospinal tract stroke:topographical correlation with clinical symptoms[J].Neuroimage,2005,26:771-776.

7.Filippi M,Cercignani M,Inglese M,et al.Diffusion tensor magnetic resonance imaging in multiple sclerosis[J].Neurology,2001,56:304-311.