缺血性腦白質病變患者DTI參數、神經環路與氣虛證的相關性研究*

吳紅玉 蘭希福 趙曼麗 羅 凱 張文昌 董玉霞 李志寧

腦白質病變(White matter lesions，WML)是一種腦小血管病，是腦卒中、腦淀粉樣血管病、認知功能障礙等患者顱內重要病理生理變化[1]。WML可導致如認知損害、尿便障礙、頭暈綜合征等臨床表現，且在老年人中發生比例很高，與卒中、癡呆密切相關，嚴重影響人類身心健康。影像學迅速發展，WML的檢出率有所提高，早期診斷和臨床干預非常必要。磁共振彌散張量成像(Diffusion tensor imaging，DTI)技術是一種先進的無創成像技術[2]，較好地呈現腦白質纖維束的顯像。關于WML與中醫基礎相關的研究報道不多，通過分析WML患者DTI參數、神經環路與中醫氣虛證的相關性，進一步明確WML中醫發病機制以及證候發展規律，以期進一步深入研究WML。

1 資料與方法

1.1 一般資料本試驗研究數據均來自濰坊市中醫院老年腦健康計劃協作組(The Aging Brain Rejuvenation Initiative of Weifang TCM Hospital)在2018年1月—2020年1月招募的567名社區老年被試，共篩選出腦白質病變患者162名，其中男性80名，女性82個，篩選健康被試78名為對照組，其中男性40個，女性38個。2組在年齡、男女比例及教育年限差異無統計學意義(P>0.05)。該項目獲濰坊市醫學倫理委員會準許，參與研究的患者以及患者家屬需要簽訂知情同意書，并對研究過程、目的有知情權。

1.2 診斷標準西醫診斷標準：根據HachinskiWML的影像學標準，由影像科醫生及神經內科醫生共同判斷,側腦室旁邊白質病變區域T1WI低信號，T2WI高信號，FLAIR呈散在的模糊點狀或者彌漫性高信號，另外需要除外腦卒中、各種原因導致的腦積水等引起的白質改變[3]。中醫診斷標準：依據中國中醫藥管理局腦病急診科研協作小組修訂的《中風病診斷與療效評定標準》[4]。其中中醫氣虛證診斷標準(Qi deficiency score，QDC)，見表1。氣虛證候分數是把評定標準各項相加得到最高的分數，最高評分是30分。

表1 中醫氣虛證判定標準

1.3 納入與排除標準納入標準：①60～85歲；②符合WML診斷標準；③無冠心病、腎炎、腫瘤等嚴重系統性疾病，無神經或精神障礙，無酒精或藥物成癮。排除標準：①腦血管病引起的；②其他原因比如缺血缺氧、代謝、脫髓鞘等導致的WML；③病情較重的抑郁、精神分裂癥、癲癇發作、病毒性腦炎等疾病；④視神經脊髓炎譜系病、多發性硬化、中樞神經播散性腦脊髓炎、腎上腺腦白質營養不良以及其他原因導致的神經系統脫髓鞘疾病。對照組納入標準:年齡介于65～80歲；初中以上的教育程度；無卒中病史及精神病病史；無耳鼻喉科疾病引起的嗅覺異常；顱腦CT或MRI無明顯病灶；無其他嚴重疾病。

1.4 方法

1.4.1 觀察指標設備應用美國通用電氣公司(GE)的3.0 T核磁共振系統進行頭顱MRI檢查，掃描過程中受試者取仰臥位，頭部用固定帶固定。采用8通道頭顱線圈作為發射和接收線圈。DTI采用單次激發平面回波成像(Echo-planar imaging，EPI)脈沖序列。掃描參數：層數70層，層厚=2 mm，采用30個非線性梯度方向(b=1000 s/mm2)和一個無彌散加權的方向(b=0 s/mm2)，視野=256 mm×256 mm，采集矩陣=128×128，結果由3次采集平均后得到；結構像數據通過磁化快速梯度回波(Magnetization prepared rapid gradient echo，MPRAGE)序列獲得，掃描參數：層數176層，重復時間=1900 ms，回波時間=3.44 ms，層厚=1 mm，翻轉角=9%，視野=256 mm×256 mm，采集矩陣=256×256。將DTI數據資料傳入SIEMENS公司提供的工作站，應用擴散張量數據處理軟件Functional(Sim Advatage Windows ADW42)進行處理。通過感興趣區法(Region of interest，ROI)在選取半卵圓中心水平層面選擇側腦室前角、后角、體部(共6個部位)，然后由影像科醫師采用雙盲法參照對照組測量部位進行測量后，通過軟件自動生成平均擴散系數(Mean diffusivity，MD)、部分各向異性(Fraction anisotropy，FA)、表觀彌散系數(Apparent diffusion coefficient，ADC),從而得出MD值、ADC值和FA值。

2 結果

2.1 WML組及對照組患者MD、FA、ADC、QDC評分比較WML組中左右側腦室前角、后角、體部測得值MD、FA、ADC與對照組相比差異均有顯著統計學意義(P<0.01)，QDC評分差異有顯著統計學意義(P<0.001)。見表2～表4。

表2 WML組及對照組患者MD數值評分比較 (例，

表3 WML組及對照組患者FA數值評分比較 (例，

表4 WML組及對照組患者ADC數值、氣虛評分QDC評分比較 (例，

2.2 WML組及對照組患者氣虛評分與DTI相關性分析WML組氣虛評分與左右腦室前角、后角、體部測得值MD、FA、ADC高度相關(P<0.001)。對照組在此方面無明顯相關性(P>0.05)。見表5～表7。

表5 WML組及對照組患者氣虛評分與MD的相關度 (r)

表6 WML組及對照組患者氣虛評分與FA的相關度 (r)

表7 WML組及對照組患者氣虛評分與ADC的相關度 (r)

3 討論

DTI 作為影像科一門新技術，在臨床應用較廣泛，比如在腦白質損傷、腦卒中、腦膠質瘤、中樞神經脫髓鞘疾病的檢測。能夠敏感地檢測到組織結構的水分子運動，由于不同組織結構的水分子彌散活動方向、快慢存在明顯的不同，所以通過檢測水分子的運動特點可以間接地表達出其所在部位組織微結構是否完整，組織細胞超微結構是由不同參數改變決定。FA 值主要能夠表達出整體水分子彌散異向程度，從側面呈現出腦白質損害程度，形態是否完整[5]。MD 值有賴于水分子周圍細胞間以及組織結構的完整性，主要表達出水分子彌散速度均值，彌散率越高，組織內水分容量以及分解的速度越多[6]。ADC值與運動神經纖維傳導束的結損結構、方向密切相關，主要表達出水分子擴散能力，也就是說在固定時間內水分子擴散運動的廣度[7]。本研究發現WML組患者側腦室前角、后角、體部 ADC、MD、FA值均明顯與對照組有差別,WML組內側腦室前后角、體部周圍存在明顯血管源性脫髓鞘斑塊，但是對照組腦白質內未見異常信號改變，說明患者顱內腦白質受損。

WML是一種常見的老年化顱內缺血疾患，病變中期可能出現精神行為異常以及認知功能明顯下降[8]。臨床發現認知障礙患者1 d內癥狀波動較大[9]，這種癥狀不能用神經元概念解釋，其原因很可能是神經環、神經網絡活動異常所致。腦白質損傷程度可以通過 DTI 檢測其相關區域的 MD、ADC 值及 FA 值來歸納判斷[10]，隨著年齡增加的認知功能衰退可以通過蛋白質纖維超微結構完整性得到很好地反映，其機制可能是纖維超微結構的破壞會導致神經通路在傳導過程中明顯降低，一系列生理功能發生改變，很可能會影響認知環路、神經網絡連接。在WML患者髓鞘、軸索缺失，神經環路傳導受損，其中以膽堿能、谷氨酸能神經回路明顯受損，樹突萎縮以及樹突棘密度降低，DTI等各個參數明顯變化，從而在臨床上表現為神經元功能衰退以及行為學改變。越來越多的研究者發現，認知障礙的發病機制不單單是一個生物指標下降，更多的是多種腦細胞協同作用導致的神經環路受損[11]。

WML患者大多數是老年體衰，氣虛失養所致[5-8]。臟腑之傷，氣血衰敗，氣虛血不行，痰瘀阻滯經絡。另外，受到社會、精神壓力、家庭環境等多種原因干擾，逐漸導致精氣血津液功能失調，郁而為滯，積而為痰，阻而為瘀。病因病機較為復雜多變，宋代醫家楊士瀛將其病機概括為“虛氣”和“留滯”2種病機，闡釋了新的中醫理論基礎。腦內慢性缺血損害導致神經纖維束傳導受損，神經環路通路破壞，認知功能不斷下降[12]。本研究發現WML組氣虛評分與左右腦室前角、后角、體部測得值MD、FA、ADC高度相關。說明了以記憶、情感、行為等障礙為主要臨床表現的WML患者在中醫上發生了氣虛的改變，其下降的程度與患者的顱內側腦室病變部位存在明顯相關性，從而證明患者氣虛的改變可能會導致神經環路功能下降，繼而導致步態不穩，或易跌倒，大小便失常等神經功能缺損。我們在前期研究進展性卒中相關因素時發現[13]，進展性卒中患者往往伴有WML，而且病變程度重者病情加重可能性大，從而影響其神經功能評分，這種患者中醫病機一般為氣虛證候。目前關于中醫氣虛證候與WML研究較少，WML涉及思維、情感、社會、環境等多種因素，較為復雜，本研究發現通過DTI參數探索發現WML患者神經環路、中醫證候之間存在明顯相關性，為進一步闡述中醫證候在其發揮的作用奠定了基礎，臨床機制需要進一步探討，這樣才能有效預防干預WML，為中醫病因病機辨治WML的臨床實踐和證候客觀化提供科學依據。