兒童輕度腦室旁白質軟化癥的擴散張量成像研究

何 麗，劉 齋，張 璐，任慶云

(河北醫科大學第一醫院放射科，河北 石家莊 050031)

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·論 著·

兒童輕度腦室旁白質軟化癥的擴散張量成像研究

何 麗，劉 齋，張 璐，任慶云*

(河北醫科大學第一醫院放射科，河北 石家莊 050031)

目的應用擴散張量成像(diffusiontensorimaging，DTI)及擴散纖維束成像(diffusiontensortractography，DTT)評價輕度腦室旁腦白質軟化癥(perventricularleukomalacia，PVL)患兒腦白質的損傷，探討DTI及DTT對輕度腦室旁白質軟化癥的診斷價值。方法應用GESignaExcite1.5T磁共振掃描儀對25例PVL患兒和月齡及性別匹配的25例健康對照組分別進行頭顱MRI平掃及DTI檢查。測量2組患兒胼胝體膝部、胼胝體壓部、雙側內囊前肢、雙側內囊后肢、視放射、大腦腳及上縱束的各向異性分數(fractionalanisotropy，FA)值及平均擴散系數(averagediffusioncoffient,ADC)值。對2組感興趣測量結果進行獨立樣本t檢驗，分析2組間FA值及ADC值有無差異，分析有差異部位與PVL患兒臨床癥狀的關系。對2組患兒行擴散張量纖維束成像，對比觀察兩組患兒纖維束的走行及分布。結果PVL組患兒胼胝體壓部、視放射及上縱束FA值顯著低于正常對照組(P<0.05或<0.01)；PVL組胼胝體壓部及上縱束ADC值顯著高于正常對照組(P<0.05或<0.01)。擴散張量纖維束成像顯示：PVL組患兒胼胝體壓部周圍的纖維束較正常對照組稀疏、中斷、紊亂。結論輕度PVL患兒的腦白質損傷多發生于胼胝體壓部、視放射及上縱束，是其合并雙下肢痙攣性癱瘓、視力損害、精神運動發育遲緩的主要原因。DTI及DTT可以評價PVL患兒腦白質損傷的范圍及程度，為臨床治療及隨訪提供依據。

白質軟化病，腦室周圍；彌散張量成像；磁共振成像doi:10.3969/j.issn.1007-3205.2015.11.012

兒童腦室旁白質軟化癥(perventricularleukomalacia，PVL)是指由于胎兒期或圍產期缺氧缺血造成腦白質損傷，引起腦室周圍腦白質的軟化，是新生兒缺氧缺血性腦病的一種后遺癥，并且是造成患兒痙攣型腦癱的主要原因。擴散張量成像(diffusiontensorimaging，DTI)是在擴散加權成像的基礎上發展起來的新興技術，利用水分子的各向異性擴散來提供組織微結構信息，是目前惟一能活體顯示腦白質微結構的方法。本研究應用DTI技術對輕度PVL患兒腦白質損傷進行定量分析，探討DTI及擴散纖維束成像(diffusiontensortractography，DTT)技術對輕度PVL患兒的診斷價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象 收集2013年4月—2015年3月來我院就診的PVL患兒25例，男性16例，女性9例，月齡2～48個月，平均(11.77±2.35)個月。選擇同月齡同性別正常對照組25例，男性16例，女性9例，年齡2～48個月，平均(11.71±2.34)歲。正常對照組入選標準：①顱腦MRI平掃未見異常；②無神經系統陽性體征；③無神經系統相關主訴。PVL組及正常對照組排除標準：①合并顱腦先天性畸形；②合并顱內腫瘤；③遺傳代謝疾病；④顱內感染病史等。

1.2PVL分度標準 根據Flodmark標準將PVL分為3度：①輕度，側腦室周圍白質稍減少，側腦室后角欠光滑，側腦室周圍可見小片狀稍長T1長T2異常信號，其余腦質信號正常；②中度，腦白質體積明顯減少，側腦室周圍及半卵圓中心可見多發散在的斑片狀異常信號，其內有小的軟化或囊變，腦萎縮改變，可同時伴有胼胝體形態及信號的異常；③重度，腦白質幾乎消失，兩側側腦室顯著變形擴大，兩側半卵圓中心可見較大囊腔。

1.3 研究方法

1.3.1 掃描方法 因MRI檢查時間較長，被試者年齡較小不能配合，故所有入選兒童均給以1mL/kg的10%水合氯醛灌腸鎮靜后，行顱腦MRI及DTI檢查。MRI檢查采用美國GE公司SignaExcite1.5T磁共振掃描儀，應用8通道頭頸聯合線圈，檢查序列包括常規顱腦橫軸位T1WI、T2WI，矢狀位T1WI及軸位DTI掃描序列。T2WI序列的成像參數為：TR/TE=3 980/102ms，FOV20×20，激勵次數2次。T1WI序列的成像參數為：TR/TE=1710/24ms，FOV20×20，軸位及矢狀位層厚5.0mm，層間距1.0mm,激勵次數2次。DTI采用單次激發自旋平面回波(SS-SE-EPI)序列：TR/TE12 000/100ms，FOV20cm，層厚4mm，層間距0mm，激勵次數2次，擴散敏感梯度方向15個，擴散梯度b值分別為0、1 000s/mm2。

1.3.2 數據處理及測量 運用GE后處理工作站(ADW4.4)FunctionTool軟件對所獲得DTI掃描數據進行處理，生成各向異性分數(fractionalanisotropy，FA)圖及平均擴散系數(averagediffusioncoffient,ADC)圖。在FA圖顯示的白質結構中選取12個感興趣區，包括雙側內囊前肢、內囊后肢、視放射、大腦腳、上縱束以及胼胝體膝部。壓部，分別測量感興趣區的FA值及ADC值。感興趣區選取在白質信號強度最大層面，范圍為25～35mm2。DTT采用DiffusionTensor軟件對選定的感興趣區域(皮質脊髓束、胼胝體膝部、胼胝體壓部)進行纖維束示蹤，由2名有經驗醫生觀察PVL組及對照組纖維束的差異。

2 結 果

2.1PVL組臨床和MRI表現PVL患兒的臨床表現主要為視聽反應差(5例)、運動發育落后(6例)，精神發育遲緩(3例)、痙攣性癱瘓(10例)，癲癇(1例)。根據Flodmark標準[1]25例患兒均為輕度PVL，表現為雙側側腦室后角稍擴大，伴有側腦室后角旁腦白質小斑片狀異常信號，全腦未見腦萎縮及囊變(圖1)。

2.2 2組測量部位FA值和ADC值比較PVL組胼胝體壓部以及雙側視放射、上縱束FA值明顯低于正常對照組(P<0.05或<0.01)，而胼胝體膝部以及雙側大腦腳、內囊前肢、內囊后肢FA值與正常對照組差異無統計學意義(P>0.05)。PVL組胼胝體壓部以及雙側縱束ADC值明顯高于正常對照組(P<0.05或<0.01)，而胼胝體膝部以及雙側大腦腳、內囊前肢、內囊后肢、視放射ADC值與正常對照組差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

2.3DTTDTT可以較好地顯示PVL組患兒腦白質纖維束，肉眼觀察發現其明顯變細、紊亂，并可見中斷，表明胼胝體壓部及視放射白質纖維存在不同程度的破壞及缺失(圖2)。

表1PVL組與正常對照組不同部位FA值和ADC值比較

組別FA值內囊前肢內囊后肢胼胝體膝部胼胝體壓部大腦腳視放射上縱束PVL組 0.438±0.0830.573±0.0750.682±0.1130.606±0.1570.362±0.0770.364±0.0640.307±0.080正常對照組0.465±0.0840.601±0.0550.688±0.0950.699±0.0920.389±0.0690.438±0.0960.389±0.069t 1.1711.5160.1782.5551.2953.1873.881P 0.2470.1370.8600.0150.2020.0030.000組別ADC值(×10-3mm2/s)內囊前肢內囊后肢胼胝體膝部胼胝體壓部大腦腳視放射上縱束PVL組 0.860±0.0680.883±0.0531.021±0.2001.252±0.1570.996±0.0571.067±0.1921.082±0.185正常對照組0.880±0.0820.854±0.0561.010±0.1981.073±0.2440.993±0.0571.029±0.1920.889±0.196t 0.7341.8970.3422.2750.1500.6993.575P 0.3430.0640.7340.0280.8810.4880.001

圖1PVL患兒軸位T2WI圖像

Figure1AxialT2WIinaPVLpatient

圖2PVL患兒DTT圖像

Figure2DTTinaPVLpatient

3 討 論

DTI技術是目前惟一無創性顯示腦白質微結構的成像技術[1]。其主要參數FA代表水分子在各個方向上的擴散程度，范圍為0～1，反映了纖維束內軸突結構的方向，其大小與髓鞘的完整性、纖維密度及走向有較為密切的關系；ADC為MRI體素內各方向擴散速度的均值，代表某一體素內水分子擴散的大小或程度，主要反映水分子擴散的速度而忽略各向異性。近年來DTI技術在臨床應用廣泛，其能夠反映髓鞘發育、成熟及老化的自然過程[2]，也可以廣泛應用于疾病中腦白質損傷范圍及程度的評估，尤其能夠發現常規MRI不能顯示的腦白質輕微損害[3-4]。DTT技術可以三維可視的方式顯示白質纖維束的走行，并能反映白質纖維束的病理生理狀態。本研究采用DTI及DTT描述輕度PVL患兒腦白質的損傷，尤其是常規MRI不能顯示的損傷。

PVL是一種由宮內窘迫或圍產期缺氧缺血造成的繼發性腦白質病，多見于早產兒或一部分有窒息史的足月兒，其病理為腦室周圍的腦白質軟化癥伴大腦半球彌漫性膠質增生。患兒常規MRI表現典型：一般為腦白質周圍腦白質減少，側腦室周圍可見斑片狀長T1長T2異常信號，以側腦室角周圍為著，側腦室后角擴大且變形，常合并胼胝體壓部的萎縮變形。本研究25例患兒均屬于輕度PVL,表現為側腦室稍擴大，側腦室三角區旁腦白質斑片狀長T1長T2異常信號，但無腦萎縮改變；臨床癥狀表現為視聽反應差、癲癇、運動語言發育遲緩、癱瘓等癥狀。與文獻報道一致[5]。患兒常規MRI顯示腦白質損傷范圍較小，不能完全解釋患兒的臨床癥狀。

本研究結果顯示，胼胝體壓部、視放射及上縱束FA值低于正常對照組，而胼胝體壓部及上縱束ADC值高于正常對照組。提示上述部位存在白質纖維的損傷，其病理上可能存在腦白質髓鞘形成障礙，白質纖維的中斷、纏結，髓鞘損傷脫失等現象。上述部位FA值的減低與兒童髓鞘形成障礙有關，ADC值的升高則考慮與側腦室周圍腦白質軟化癥形成后白質纖維中斷后繼發性髓鞘脫失有關。Suzuki等[6]認為PVL患兒的FA值降低部位多位于頂枕葉、半卵圓中心后部、上縱束、視輻射等，并認為其FA值減低與PVL的嚴重程度相關。與本研究結果一致。Wang等[7]認為PVL患兒雙側皮質脊髓束、內囊前后肢、弓狀纖維束、放射冠及上縱束FA值減低，與其認知功能相關，DTI可以比常規MRI更敏感地顯示腦白質損傷。本研究中FA值減低部位部分與文獻報道一致，但未對患兒認知功能進行評估及相關方面探討。蔣昊翔等[8]對PVL合并腦癱患兒的DTI研究表明PVL患兒全腦FA值減低。與本研究結果不同。本研究均為輕度的PVL患兒，而前者病例均有不同程度的胼胝體萎縮，已達到PVL中度。因此，被試PVL患兒腦室旁腦白質軟化灶嚴重程度不同可能是造成結果不同的原因。胼胝體為大腦半球間最大的聯合纖維，參與控制軀體運動功能。本研究患兒FA值減低而ADC值升高，表明存在胼胝體壓部的白質纖維髓鞘損傷，可能與患兒的運動發育落后及下肢跛行有關。近期的研究認為，胼胝體壓部作為聯系顳、枕、頂葉皮層的纖維束，其作用與運動的執行有關，故認為胼胝體壓部的損傷與下肢跛行有關[9]。上縱束是聯絡纖維中最長的纖維束，起自前額區，在島葉和豆狀核的上方及內囊的外側，弓形向后繞過島葉的后方向前，終止于顳葉，連接軀體運動皮層及感覺皮層，上縱束的損傷也可引起患兒不同程度的運動功能障礙。本研究中5例患兒存在視力損害，視放射FA值出現下降，視放射的損傷與患兒視力差有密切關系。劉娜等[10]聯合應用BOLD-fMRI和DTI對PVL腦性視覺損傷患兒研究認為，視覺皮層的激活需要有完整的皮層下視放射纖維的傳導通路的支持，因此視放射白質纖維束的損傷程度與視覺皮層的激活呈正相關。Wang等[7]認為PVL患兒雙側皮質脊髓束、內囊前后肢、弓狀纖維束、放射冠及上縱束FA值減低，與其認知功能相關。

本研究DTT選定大腦半球主要纖維進行成像，感興趣區域分別為皮質脊髓束、胼胝體壓部、胼胝體膝部及雙側視放射，結果表明胼胝體壓部及視放射纖維束PVL組患兒較正常對照組明顯變細、紊亂，并可見中斷現象，表現更立體直觀。與國外報道相同[5]。

綜上所述，DTI及DTT作為一項新技術可以評估PVL患兒腦白質細微結構損傷的程度及范圍，并為臨床進行針對性治療及隨訪提供客觀依據。

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(本文編輯：劉斯靜)

Diffusion tensor imaging in children of mild periventricular leukomalacia

HELi，LIUZhai，ZHANGLu，RENQing-yun*

(Department of Radiology,the First Hospital of Hebei Medical University,Shijiazhuang 050031,China)

ObjectiveToassesswhitematterinjuryinpatientswithperiventricularleukomalacia(PVL)bydiffusiontensorimaging(DTI)anddiffusiontensortractography(DTT),toevaluatethediagnosticvalueofDTIandDTTonmildPVL.MethodsConventionalMRIandDTIwereperformedin25patientswithPVLand25age-matchednormal(NC)controlsubjects.AllsubjectswereperformedwithGESignaExcite1.5-TMRsystem.Wemeasuredfractionalanisotropy(FA)andaveragediffusioncoffient(ADC)of7selectedregionswhichincludedcorpuscallosumgenu,spleniumofcorpuscallosum,bilateralanteriorlimboftheinternalcapsule,bilateralposteriorlimbofinternalcapsule,bilateralopticradiation,bilateralcerebralpedunculusandsuperiorlongitudinalfasciculusinpatientswithPVL(n=25)andNC(n=25).Weperformedindependentsamplet-testinFAandADCofeachregionofinterestbetweenPVLpatientsandcontrols.ResultsComparedwithNCtheFAvaluesinthespleniumofcorpuscallosum,opticradiationandsuperiorlongitudinalfasciculuswithPVLweresignificantlyreduced(P<0.05or<0.01).ADCvaluesofthespleniumofcorpuscallosumandsuperiorlongitudinalfasciculuswerehigherthanthoseofNC.DTTshowedthatthefiberbundlearoundthecorpuscallosumofPVLgroupwasmoresparse,interruptedanddisorderedthanthatofNCgroup.ConclusionWhitematterinjuryinpatientswithmildPVLwereinspleniumofcorpuscallosum，andisthemainreasonforPVLwithpasticcerebralpalsy,visualimpairmentandmentalmotordevelopment.DTIandDTTcanevaluatetheextentandseverityofwhitematterdamageinchildrenwithPVL,andprovideevidenceforclinicaltreatmentandfollow-up.

leukomalacia，periventricular；diffusiontensorimaging；magneticresonanceimaging

2015-06-11；

2015-10-31

河北省醫學科學研究重點課題(20120294)

何麗(1980-)，女，河北藁城人，河北醫科大學第一醫院副主任醫師，醫學碩士，從事醫學影像學診斷研究。

R

A

1007-3205(2015)11-1285-04

*通訊作者