交叉性小腦神經機能聯系不能的發病機制及影像學研究進展

余　悅，熊曉亮，趙銀龍，宋曉良，羅云霄

(吉林大學第二醫院核醫學科，吉林 長春 130041)

交叉性小腦神經機能聯系不能的發病機制及影像學研究進展

余悅，熊曉亮，趙銀龍，宋曉良，羅云霄

(吉林大學第二醫院核醫學科，吉林 長春 130041)

交叉性小腦神經機能聯系不能(CCD)是幕上腦組織損傷后出現的主要繼發性機能變化。單光子發射計算機斷層成像術(SPECT)是一種常用的核醫學成像技術，其中的腦血流灌注顯像可對腦部功能性疾病進行顯像診斷。而SPECT/CT將SPECT與CT的圖像進行后處理融合，能夠同時提供臟器、組織功能代謝和精細的形態解剖信息，為疾病的定性和定位診斷提供了客觀的依據。因此SPECT/CT融合技術對于提高治療效果，積極改善預后有很大價值。本文從CCD的定義及發病機制入手，對腦血流灌注技術在CCD診斷中的應用進行回顧性分析，并對目前診斷CCD現象的影像學方法進行比較。

交叉性小腦神經機能聯系不能；皮質-腦橋-小腦通路；腦血流灌注顯像；局部腦血流量

19世紀70年代Brown-Sequard等[1]首次報道了遠隔效應，并指出腦局部區域的損害可以引起其遠隔部位出現腦機能興奮或抑制效應。Von Monakow[2]又進一步研究并引入了神經機能聯系不能(diaschisis)的概念，并以此來描述這種遠隔效應，即腦內局灶性損害可以導致其神經系統遠隔區域的相應部位產生對刺激相應性減弱的效應，是由于其興奮性沖動傳出減少或消失，而這種機能障礙所累及的對應遠隔部位與其原發損害灶之間存在解剖學上的神經聯系。隨后，Kempinsky[3]在動物模型上結合其腦血流量、腦代謝率等影像學分析進一步證明了神經機能聯系不能這一現象的存在。

目前，神經機能聯系不能這一病變分為以下幾個分型[4]：對側大腦半球聯系不能(以受損病灶的鏡像部位為著)、丘腦聯系不能、同側小腦半球聯系不能、交叉性小腦神經機能聯系不能(crossed cerebral-cerebellar diaschisis，CCD)和腦干聯系不能等。

1　CCD的發病機制

1980年，Baron等[5]通過運用無創性的15O2聯合PET技術的方法，對一組腦卒中及幕上占位的患者進行分析研究，數據表明約一半的患者對側小腦半球會相應地引起腦氧代謝率(CMRO2)、葡萄糖代謝率(CMRGlu)和腦血流(cerebral blood flow，CBF)明顯降低，進而發現了交叉性小腦代謝減退現象，并首次引入了對側小腦半球代謝減退(contralateral cerebellar hypometabolism，CCH)[1]的理論。在隨后很多研究中，Baron等[5]提出的這一理論被大多學者采用，并對幕上腦損傷后對側小腦代謝功能減退的現象進行研究和分析。CCD的定義在2002年首次被Gold等[6]學者提出，即“大腦皮質主要是額、頂葉皮質傳入神經的減少，可以使和其有神經解剖學聯系的對側小腦的腦電活動發生自發性抑制，進而導致血流量下降”。目前，多數學者將CCD定義為由于幕上腦損傷引發皮質-腦橋-小腦通路(cortico-ponto-cerebellar pathway，CPC)的中斷，引發相應的對側小腦血流灌注量的減低，從而進一步導致相應的對側小腦出現神經元的新陳代謝及活性減低的現象[1,7-14]。多種中樞神經系統疾病后均可出現CCD現象，包括腦梗死、幕上腦腫瘤、腦外傷以及癲癇等，而有關CCD與缺血性腦血管病的研究[1,15]最多。

學者們普遍認為:CCD現象發生的解剖學基礎是CPC發生抑制，也就是說CPC的中斷會導致CCD現象的發生[9-10,16-17]。目前，多數學者認為對CCD現象的嚴重程度起到決定作用的是原發病損對CPC的影響程度，而并不取決于病灶的大小[18]。Kim等[19]通過運用18F-FDG PET技術對22例慢性腦梗死患者進行檢查，86.4%(19/22)患者的PET圖像上可觀察到原發病變部位在CPC上對應的對側小腦半球出現糖的異常代謝，從而更加證明了由神經傳導通路的抑制導致對應的對側小腦半球的糖代謝量出現減低，進而引起的CCD現象的發生。Fulham等[20]對患CCD已經3年的患者行1H-MRS檢查后發現：與未患CCD的對照組比較，發生CCD患者的對側小腦半球內的某種神經元遞質信號強度出現了明顯減弱，后確定該神經元遞質為乙酰天門冬氨酸，而CPC上神經沖動的傳輸減少是出現這種現象的原因。

然而，作為幕上腦組織損傷后出現的主要繼發性機能變化，尚無充分的證據表明原發發病部位的低血流灌注會影響CCD現象的發生。同時有些學者[19]也認為：CCD現象的發生與遲發性神經元死亡有密切的聯系。

綜上所述，CCD現象發生的解剖學基礎是CPC的中斷，然而其發病機制、出現和持續時間、原因仍不明確。CCD現象的發生中既有可逆成分，也有不可逆成分，這是由于CCD現象的發生既可以在存在幾天、幾個月甚至幾年后而自然消失，也可以一直持續下去，甚至可以逐漸加重。目前，尚不清楚發生于可逆的CCD現象中的對側小腦的低代謝狀態是如何自然恢復。而對不可逆的CCD現象來說，有些學者將CCD持續存在甚至加重的發生機制歸因于對側小腦的形態學發生了改變，而這是由于CPC發生的變性引起。因此，為了更好地改善局灶性神經功能損傷及盡早地恢復功能，應該及早地認識和處理CCD現象[21]。

2　腦灌注顯像技術在CCD診斷中的應用

20世紀80年代以來，隨著核醫學儀器更新換代和新的腦顯像劑的推廣應用，神經核醫學得到飛速發展，其在神經疾病的臨床診治中的地位逐步得到了肯定，而且獲得了令人矚目的成績。隨著不僅能夠反映解剖結構，還能表現功能代謝的迄今為止最為先進的核醫學儀器，如SPECT、SPECT/CT、PET/CT和PET/MRI等的問世，神經核醫學有望在CT和MRI發展的促進下進一步提高其在臨床的地位和應用價值，以其反映組織臟器的血流、功能代謝和受體密度為獨特優勢，并能更加準確地定量和精確地定位，在分子水平上表達腦組織內的生理及病理的改變[22]。

SPECT是一種常用的核醫學成像技術，其中的腦血流灌注顯像可對腦部功能性疾病進行顯像診斷，尤其是對缺血性腦血管病，如在CCD現象等的診斷中有很大的自身優勢，能夠客觀靈敏地探測到疾病過程中發生的變化[23]。腦血流灌注顯像需要選用具有能夠通過正常血腦屏障(blood brain barrier，BBB)、迅速進入腦組織、并在腦內能夠滯留足夠長時間的特點的顯像劑。目前，臨床上通常選用99mTc-雙半胱乙酯(ECD)作為腦血流灌注顯像的顯像劑。99mTc-ECD可以穩定地分布于腦組織內，無明顯的再分布現象，且其滯留量正相關于局部腦血流量(rCBF)，即局部腦組織功能或腦細胞活性降低甚至喪失或者rCBF減少，均能影響對99mTc-ECD在腦組織中的分布與滯留及放射性攝取，從而導致腦血流灌注顯像出現放射性分布稀疏甚至缺損的異常表現。因此與解剖性的顯像技術CT及MRI相比，腦血流灌注顯像能夠更好地反映腦血流量的改變情況，對于神經系統疾病，特別是對腦血管方面的疾病有更大的優勢，對于早期診斷缺血性腦血管病有更大的幫助[24]。CCD現象在SPECT中表現為病變對側小腦放射性減低；發病數日后若側支循環豐富，在rCBF斷層顯像中還可出現過度灌注表現，即病變的放射性減低區周圍出現異常的放射性增高區；而該現象難以被CT和MRI發現。

Komaba等[25]報道：1例58歲右側大腦中動脈發生梗死的男性患者，SPECT腦血流灌注顯像表現為病變累及中央后回及緣上回區域，在左側小腦出現低灌注現象，即CCD現象。Thajeb等[26]報道：1例73歲患有急性Ⅰ型單純性皰疹(HSV-1)腦炎男性患者，MRI于雙側顳葉、大腦皮層及右側額頂葉發現增強病灶，而其小腦無明顯異常，99mTc-ECD SPECT腦血流灌注顯像于右側額葉、頂葉及顳葉出現大面積低灌注現象，左前顳葉與右側基底神經節有較小程度的灌注不足，并于左側小腦出現CCD征象，左側小腦灌注比率減少了約19%。羅章偉等[27]對臨床確診的86例腦梗死患者行腦血流灌注顯像，80例出現腦灌注現象異常，其中19例發現對側小腦放射性分布減低，即CCD現象，而CT掃描未見異常改變。張曉雷等[28]對30例腦梗死患者行腦血流灌注顯像，有8例患者在病灶側大腦半球出現rCBF減少的同時，于對側小腦出現rCBF減少，即CCD現象，其發生率為26.7%。張芬茹等[29]對24例腦外傷患者進行腦血流灌注顯像，2例出現CCD現象。其中1例患者于3個月前行腦部血腫清除術，其顯像示左側頂葉及顳葉可見大面積缺血，右側小腦相應地出現低血流灌注現象；另1例患者受到過嚴重的腦部損傷，其顯像示左側頂葉、枕葉及顳葉可見大面積缺損伴周圍血流低灌注現象，病損占左側大腦組織的2/3以上，右側小腦亦相應地出現低血流灌注現象，并且以上這些CCD現象未被CT發現。朱傳明等[30]對219例缺血性腦卒中患者進行CT、MRI及SPECT檢查，并在SPECT圖像完成后經濾波反投影法進行重建并與 CT及MRI分別進行圖像融合，結果顯示：SPECT在檢出多發腦梗死和大面積腦梗死方面的陽性率與MRI無顯著性差異，而在TIA發作和腔隙性腦梗死的診斷中，SPECT較MRI檢出更多的病灶，主要是由于患者在組織細胞學上未出現病理解剖學改變，所以MRI和CT通常不能發現缺血灶，也有研究[31]分析顯示：TIA患者神經系統癥狀體征可以是一過性的，但是TIA患者腦部缺血代謝的損傷可持續至發病后3 d，因此SPECT能夠檢出部分TIA患者發作間期的腦血流量低灌注狀態；在對SPECT檢測陰性的患者經MRI和SPECT圖像融合后，大大提高了病灶檢出的靈敏度及準確率；SPECT檢查共檢出31例有功能性CCD表現，即1側大腦缺血，對側小腦局部腦血流減低，其中有6例表現為雙側小腦失聯絡，6例表現為右側小腦失聯絡，19例表現為左側小腦交叉失聯絡。夏光明等[32]對61例經CT或MRI確診急性腦梗死患者進行24 h內腦血流灌注顯像，其中的進展性卒中18 例均表現有不同程度的CCD，即腦血流灌注斷層顯像顯示梗死病灶局限性放射性稀疏的同時伴有不同部位的小腦高灌注，出現CCD 與進展性卒中高度相關。普通CT和MRI只能顯示腦梗死的解剖結構改變，不能反映局部腦血流改變，對于早期判斷進展性卒中的價值有限。而SPECT 在發病后6 h 之內即可發現血流灌注降低，且其病變范圍明顯大于CT 和MRI，可以作為早期判斷進展性卒中的影像學依據。趙鵬等[33]通過比較SPECT、CT和MRI 3種影像學檢查，發現只有SPECT能觀察到CCD現象。該研究中，5例患者由于單側頸內動脈(ICA)狹窄導致CCD現象的出現，其腦血流灌注顯像示一側幕上大腦半球可見低血流灌注現象，同時對側小腦亦相應地出現不同程度的低血流灌注現象。該5例患者均于額葉發現了低血流灌注現象，其次為顳葉和頂葉。與CT和MRI比較，SPECT腦血流灌注顯像對于腦皮質、額葉、頂葉、顳葉、枕葉、丘腦和小腦的缺血性病變更加敏感；而CT和MRI能夠更加敏感地發現存在于基底節區和腦白質的缺血病灶。

綜上所述，對于能夠敏感地檢出缺血性腦部疾病的影像學檢查依次是：SPECT>MRI>CT，且SPECT檢出的缺血范圍要大于CT和MRI的所示范圍。

3　CCD的影像學研究

研究[34]顯示：在急性腦梗死發病的48 h內，CT陽性檢出率僅為33%～50%，而SPECT卻高達93%～95%。這是由于早期的缺血性改變比較輕微，SPECT主要是對腦部的功能性疾病進行診斷，只要腦血流灌注出現略微的變化，rCBF就會降低，SPECT顯像就會出現放射性分布的改變，而CT及MRI則需要在缺血達到一定程度，甚至出現腦梗死并引發形態學病變時才能表現出影像學的變化，這同上文中夏光明等提到的研究結果基本相符。從成像本身來看，CT的缺血梗死灶與腦脊液同為低密度，MRI在T2成像中，缺血梗死灶與腦脊液均為高信號，這影響了缺血梗死灶同腦脊液的對比分辨率。而SPECT的缺血梗死灶與腦脊液則對比明顯，這是因為作為顯像劑的99mTc-ECD通過血腦屏障后迅速進入腦組織，在腦組織內的滯留量正相關于rCBF，而腦脊液卻不顯影。同時，這也是SPECT對缺血梗死灶檢出率高于CT及MRI的另一原因[33]。

作為MRI新技術的磁共振灌注加權成像(PWI)，由于可以獲得多個腦血流灌注參數圖而被作為一種功能檢查，其參數圖包括腦容量、腦血流量、達峰時間和平均通過時間等，這些均可應用偽彩色處理而突出地顯示病變部位。PWI可顯示CCD現象，表現為患者對側小腦半球出現達峰時間(TTP)延長，同時伴對側小腦血流下降[35]。但是Hyun等[36]認為：由于TIA患者在組織細胞學上未出現病理解剖學改變，PWI不能發現新近發生的和已經改善的TIA的灌注損傷，而TIA 患者神經系統體征盡管是一過性的，但是其腦部缺血代謝的損害可存在到患病后3 d，因此對于部分TIA 患者應用SPECT技術可以觀察到其在發作間期的腦血流量低灌注現象。PWI由于不能清晰顯示腦梗死病變部位的大小，其對缺血性腦血管病的陽性檢出率并不高。同時，Kajimoto等[37]認為：SPECT在診斷雙側、多發缺血性腦血管病上較PWI更具有優勢，在診斷單側血管病變上，與PWI相比，SPECT并無太大優勢，然而聯合應用2種方法可以明顯提高缺血性腦血管病的陽性檢出率。但與SPECT相比，PWI具有無創性、相對價廉并且技術相對簡單、檢查時間相對較短等優點[37]。

綜上所述，對腦缺血性疾病的診斷中，盡管普通CT和MRI能將解剖結構上的變化清晰顯示出來，但卻不能充分表達腦血流灌注及功能代謝的變化，PWI雖然可顯示灌注情況，但不能發現新近發生的和已經改善的TIA的灌注損傷，而SPECT腦血流灌注顯像屬功能顯像，可以觀察到TIA在發作間期的腦血流量低灌注現象，且在診斷缺血性腦血管病上比PWI更具優勢。近些年，隨著核醫學圖像融合技術，即SPECT與CT、PET與CT以及PET與MRI圖像融合技術的出現，并得到臨床的廣泛應用，大大提高了腦部病變、特別是CCD現象檢出的陽性率和診斷的準確率，對提高治療效果以及積極改善預后起到了重要作用，同時也為腦儲備功能的評估提供了客觀依據。

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Progress research on pathogenesis and imaging of crossed cerebellar diaschisis

1671-587Ⅹ(2015)06-1307-04

10.13481/j.1671-587x.20150641

2015-04-20

國家自然科學基金資助課題(31372267)

余悅(1989-)，女，河南省安陽市人，在讀醫學碩士，主要從事核素顯像方面的研究。

羅云霄，主任醫師，碩士研究生導師(Tel:0431-88796808,E-mail:luoyx11@sohu.com)

R742.82;R817.4

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