應用擴散張量成像研究兒童偏癱型腦癱皮質脊髓束損傷與臨床預后的關系

贠國俊 曹建國 劉 青 曾洪武 楊 雪 王玉娟

廣東深圳市兒童醫院康復科 深圳 518026

白質纖維束成像（diffusion tensor tractography，DTT）是目前唯一有效觀察和追蹤腦白質纖維束的非侵入檢查方法，能夠充分顯示白質纖維束的分布、走形及受損情況［1］。目前已廣泛應用于成人中樞神經系統，隨著技術成熟，在兒童中樞系統的應用受到重視。一些研究已經證明，是評價腦癱患兒白質纖維束損傷很好的工具［2－3］，應用DTT 技術可以分析偏癱型腦癱患兒皮質脊髓束（cortical spinal tract，CST）損傷程度，評價患側肢體功能障礙程度和預后［4］。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取2013－03—2015－03在我院康復醫學科就診且符合納入標準的偏癱型腦癱患兒24例，男16例，女8例；年齡2～4歲，平均（3.2±1.1）歲。納入標準：（1）符合2006－08 全國（長沙）小兒腦癱學術研討會制定的分型及診斷標準；（2）符合偏癱型腦癱診斷標準；（3）軟化灶位于側腦室后角、內囊、放射冠僅累及白質；（4）臨床表現為患側肢體不同程度運動障礙，研究對象均具有自主站立、走、跑、跳兩大功能區運動功能；（5）患者均簽署知情同意書。排除標準：（1）合并智力或認知能力低下；（2）病灶為多發病灶。

1.2 研究方法

1.2.1 影像學檢查：采用MRI及DTI檢查。采用GE Signa Excite 1.5T 成像系統，掃描參數：平掃采集橫斷位T1WI、T2WI、FLAIR，矢狀位T1WI，層厚／間距均5／0.5mm，平掃T1WI采用T1flair序列，T2WI采用FRFSE－XL，DTI序列單次激發EPI，翻轉角90°，21個方向，TR 9 000ms，TE 87.5 ms，回波鍵長度1，層厚／間隙3／0 mm。橫斷掃描，與結構像方向平行（平行于前后聯合）。測量各興趣區部位（ROI）FA 和ADC值和觀察CST 損傷程度變化，ROI大小為4.6 mm2，為6個像素，每個區域包括3個同部位的ROI，取其平均值，然后結合患兒運動功能障礙進行綜合評估。

1.2.2 數據處理：將采集到的DTI數據傳輸到工作站，使用GE公司提供的專用纖維束成像軟件包進行DTI圖像分析處理，重建CST，由同一名醫學影像醫師重建各向異性分數（fract－ional，FA）和 表 觀 彌 散 系 數（ADC）及 方 向 編 碼 彩 色（directionally encoded color，DEC）圖；DEC 圖中紅色、綠色、藍色分別代表左右、前后、上下走行的纖維束［5］。

1.3 評定標準（1）在DEC圖中分別測量患側及健側CST的FA 和ADC。每個區域測量3次取平均值作為最后結果；在DEC圖中觀察CST 形態及亮度改變情況；在DTT 圖中根據CST 與軟化灶的空間位置，將兩者的關系分成3級，1級：纖維束走形自然、形態完整（即接近）；2級：纖維束受壓、推移、稀疏（部分穿行）；3 級：纖維束中斷（完全穿行）。（2）患兒運動功能評估采用粗大運動功能評分（Gross Motor Function Measure，GMFM）88項［7］，評估患兒D 區和E 區運動功能。

1.4 統計學分析采用SPSS 16.0 統計軟件進行數據處理。所有計量資料用±s表示，患側與健側CST 的FA 和ADC值的比較采用配對t檢驗；CST 損傷與GMFM 值的相關性采用Pearson分析，P＜0.05為差異有統計學意義

2 結果

2.1 患兒健側和患側FA 值比較24例偏癱型腦癱患兒患側和健側CST 的FA 值比較結果顯示：CST 接近腦軟化灶者，FA 值輕度降低，與健側比較差異無統計學意義；CST 部分穿行及完全穿行腦軟化灶者，FA 值均低于健側，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表1。

表1 患兒健側與患側CST 的FA 值比較 ±s）

表1 患兒健側與患側CST 的FA 值比較 ±s）

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2.2 患兒健側和患側ADC值比較24例偏癱型腦癱患兒患側和健側CST 的ADC值比較結果顯示：CST 接近腦軟化灶者ADC值輕度增高，與健側比較差異無統計學意義；CST部分穿行及完全穿行腦軟化灶者，ADC 值均明顯高于健側，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表2。

表2 患兒健側與患側CSTADC值比較 ±s）

表2 患兒健側與患側CSTADC值比較 ±s）

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2.3 GMFM 的D 區和E區分值比較CST 接近腦軟化灶者D 區和E區的分值較部分穿行和完全穿行腦軟化灶分值明顯增高，差異有統計學意義（P＜0.05）；部分穿行較完全穿行腦軟化灶患兒D 區和E區分值明顯增高，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表3。

表3 患兒D 區和E區分值比較 ±s）

表3 患兒D 區和E區分值比較 ±s）

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3 討論

偏癱型腦癱是腦癱常見的類型之一，占全部腦癱患兒20%～33%［6－7］，臨床表現為患兒一側上下肢不同程度癱瘓，運動、感覺、協調功能障礙。早期評價偏癱型腦癱患兒腦損傷程度和準確預測患兒預后是一大難題。雖然常規的頭顱CT 和MRI可以顯示部分腦癱患兒腦內的病變，但很難準確顯示病灶與神經纖維束的空間位置以及白質受損的范圍［8］。

磁共振彌散張量成像是以水分子布朗運動為理論基礎，在磁共振彌散加權成像（diffusion weighted imaging，DWI）基礎上發展起來的成像方法，基本原理是水分子在不同組織中具有各項異性的特征，在腦組織和髓鞘白質纖維等不均值組織中表現出來彌散各項異性特征，使水分子在各方向上的擴散程度不一致，平行于白質纖維束方向的擴散能力強于垂直方向，這種具有方向依賴性的擴散即為擴散的各向異性，FA值的大小與髓鞘、微管、微絲的完整性及神經纖維排列的緊密程度、走行方向密切相關。DTI最常用的參數是FA 和ADC值，FA 是指水分子彌散的各項成分在整個彌散張量中所占比例，FA 值的變化于0～1之間，FA 值的大小與髓鞘的完整性、纖維致密性有密切關系，FA 值越大，神經傳導能力越強［9－10］。ADC 值 反 映 體 內 水 分 子 彌 散 的 速 度 和 范 圍，ADC和FA 值是2 個不同參數，水分子彌散受限越小，則ADC值越高，FA 值越低。Lee等［11］研究報道，部分外傷性腦損傷和腦癱患兒的運動能力受到限制，在普通的頭顱MRI不能發現任何細微的結構異常，通過DTI則發現患側的FA值明顯低于健側。

CST 是椎體束中最大的下行纖維束，主要功能為控制肢體的隨意運動，對CST 受損程度的了解有助于早期對病情及預后準確評價。本研究分別測量24例偏癱型腦癱患兒患側和健側的CST 區域的FA 值和ADC值。CST 為1級的患兒，患側和健側FA 值和ADC差別無明顯差異，這與CST 接近病灶，但無中斷和破壞相符，因此患側的FA 值和ADC 值與健側比較變化不大，患者GMFM 的D 區和E 區分值明顯高于CST 為2級和3級的患兒，因此，患側的肢體運動功能障礙癥狀較輕，CST 為2級的6例患兒，CST 部分通過軟化灶，FA 值較健側明顯降低，ADC值較健側明顯增高，因CST受到不同程度破壞，所以患側肢體的運動功能障礙較1級的患兒明顯嚴重；患兒GMFM 的D 區和E 區分值較CST 為1級的患兒低，CST 為3級的10例患兒，CST 全部或大部分通過軟化灶，DTT 顯示不連續，FA 值明顯降低，ADC 明顯增高，由于CST 發生變性壞死，使組織結構的完整性受到破壞。通過對CST 的重建，可以觀察到白質纖維束的形態和完整性，偏癱患兒運動通路障礙可導致病灶遠端CST 發生Wallerian變性，可表現為FA 值降低，為髓鞘溶解和軸突崩解使得結構完整性受損，受損區神經膠質細胞所致，受損越嚴重，患兒的肢體功能障礙也越嚴重，預后也較差。本研究發現，患兒腦損傷后CST 受損傷的程度和GMFM 評分有顯著相關性，評分越低的患兒，軟化灶位于皮質脊髓束的中心，即CST 為3 級：纖維束中斷（完全穿行）；評分越高的患兒，軟化灶位于皮質脊髓束的側方，即CST 為1 級：纖維束走形自然、形態完整。

綜上所述，DTT 分級可準確、直觀顯示皮質脊髓束的損傷程度，通過分析DTT 分級和患兒GMFM 評分的關系，可以判斷患兒的預后，并為患兒的早期康復提供影像依據。

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