視神經(jīng)脊髓炎視放射損傷與視力損傷相關(guān)性的DTI研究

張小輝 李詠梅 曾 春 王靜杰 杜思霖

復(fù)發(fā)型視神經(jīng)脊髓炎（relapsing neuromyelitis optica，RNMO）是中樞神經(jīng)系統(tǒng)原發(fā)性炎性脫髓鞘疾病，可同時存在或先后出現(xiàn)視神經(jīng)炎或脊髓炎的表現(xiàn)。其臨床表現(xiàn)復(fù)雜多變，視力受損是其最常見的表現(xiàn)之一，早期診斷十分重要。目前的文獻報道中視放射區(qū)域擴散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）研究極少。本文主要采用DTI測量雙側(cè)看似正常視放射區(qū)白質(zhì)纖維束的改變情況，探討DTI在RNMO患者早期視力損傷的診斷價值，以及其病理損傷的可能機制。

方 法

1.一般資料

收集2013年9月至2016年9月于本院臨床確診RNMO患者20例，均有常規(guī)及DTI掃描序列，患者均存在不同程度視力障礙，視覺誘發(fā)電位（visual evoked potential，VEP）均陽性，所有入選RNMO患者均符合2006年Wingerchuk等的修訂標準。20例RNMO患者，男6例，女14例，年齡16～59歲，平均（36.9±14.8）歲；病程1～25年，平均（7.9±5.3）年；所有患者均行擴展殘疾狀態(tài)量表（expanded disability status scale，EDSS）評分，EDSS評分0.5～6分，平均（2.1±1.8）分；對照組20例，男6例，女14例，年齡20～57歲，平均年齡（37.7±12.1）歲。所有受檢者均簽署知情同意書。

2.成像設(shè)備及參數(shù)

采用GE Signa HDxt 3.0T磁共振頭部正交線圈進行MR序列掃描：軸位雙回波質(zhì)子密度T2加權(quán)成像序列、軸位和矢狀位液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列，掃描范圍從顱頂至枕骨大孔，層厚5mm，無間隔，F(xiàn)OV 24cm×24cm。DTI采用單次激勵自旋回波平面回波成像：TR 10000ms，TE 80.1ms，F(xiàn)OV 24cm×24cm，矩陣256×256，NEX 1，層厚4mm，層數(shù)30，層間距0。b值取0s/mm2和1000s/mm2，選擇30個不同擴散方向。

3.圖像后處理

應(yīng)用GE AW 4.5工作站Functool軟件對DTI圖像進行后處理，得到FA圖及MD圖。分別測量RNMO患者組及健康對照組雙側(cè)視放射各向異性分數(shù)（fractional anisotropy，F(xiàn)A）及平均擴散率（mean diffusivity，MD）（圖1）。根據(jù)神經(jīng)解剖組織學(xué)描述和相關(guān)文獻報道[1]，在視放射區(qū)上下連續(xù)3個層面兩側(cè)對稱性選定感興趣區(qū)域，并取3者平均值作為最后結(jié)果。

4.統(tǒng)計學(xué)分析

應(yīng)用SPSS19.0統(tǒng)計軟件分別對RNMO患者組和健康對照組雙側(cè)視放射的FA值及MD值進行統(tǒng)計學(xué)分析。患者組及健康對照組組內(nèi)左右兩側(cè)視放射區(qū)FA值及MD值比較采用配對t檢驗， 組間則采用兩樣本t檢驗，結(jié)果以P＜0.05為有統(tǒng)計學(xué)意義。將患者組FA值及MD值分別與EDSS評分進行Spearman相關(guān)性分析。

結(jié) 果

1.RNMO患者的臨床及影像學(xué)表現(xiàn)

本組20例RNMO患者均存在視力障礙，VEP均為陽性，視放射區(qū)均無可視病灶；11例患者有手足麻木感，9例存在肢體無力癥狀；5例患者腦干及額葉皮層下白質(zhì)區(qū)存在較小的脫髓鞘病灶；8例頸髓存在病灶；7例胸髓存在病灶；7例頸胸髓均存在病灶。

2.DTI定量測量值的比較

患者及健康對照組組內(nèi)左右兩側(cè)視放射FA值及

MD值的比較采用配對t檢驗，組間采用兩樣本t檢驗。

表1 RNMO組與健康對照組雙側(cè)視放射FA值

表2 RNMO組與健康對照組雙側(cè)視放射MD值（10-3mm2/s）

圖1 RNMO患者，女，29歲，視力下降，雙腿麻木半年余。A.為視放射層面T2 FLAIR圖，未見明顯異常信號。B.為視放射層面T1 Flair圖，未見明顯異常信號。C.為視放射層面原始DTI圖。D.為視放射層面FA圖，左右兩側(cè)FA值分別為0.32、0.37。E.為視放射層面MD圖，左右兩側(cè)MD值分別為0.86（10-3mm2/s）、0.83（10-3mm2/s）。

2.1 組內(nèi)比較：健康對照組及RNMO患者組組內(nèi)雙側(cè)視放射FA值（t=-0.40，P=0.70；t=0.63，P=0.54）及MD值（t=-0.72，P=0.48；t=0.17，P=0.87）均沒有明顯差異（P＞ 0.05）。

2.2 組間比較：RNMO組與健康對照組相比，左右兩側(cè)視放射FA值（t=-6.96，P=0.00；t=-8.19，P=0.00）均比正常對照組顯著下降，MD值（t=5.41，P=0.00；t=5.91，P=0.00）均比正常對照組顯著升高，具有顯著性差異（P＜0.05）。

3.DTI定量測量值與EDSS評分之間的相關(guān)性分析

兩名神經(jīng)病學(xué)專家采用雙盲法對RNMO患者的臨床癥狀進行獨立的EDSS評分，對獲得的兩組評分進行協(xié)調(diào)性分析，具有較高的一致性（K=0.78，P＜0.05）；取兩組評分的均值，應(yīng)用Spearman分析EDSS評分與雙側(cè)視放射區(qū)的FA值及MD值之間的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)RNMO組雙側(cè)視放射FA值（r=-0.37，P=0.05）和MD值（r=-0.37，P=0.05）與EDSS評分均沒有明顯的相關(guān)性（P＞0.05）。

討 論

1.NMO概述

NMO也叫Devic病，是中樞神經(jīng)系統(tǒng)原發(fā)性炎性脫髓鞘疾病，可同時存在或先后出現(xiàn)視神經(jīng)炎或脊髓炎的表現(xiàn)。視力損傷是其最常見的臨床癥狀之一，嚴重反復(fù)，早期診斷十分重要。NMO患者腦部可能存在病變[2]，主要位于高表達AQP4的結(jié)構(gòu)，例如下丘腦以及與第三和第四腦室相鄰的區(qū)域?？此普０踪|(zhì)區(qū)域也可能存在損傷，如視放射等[3]。尸檢發(fā)現(xiàn)，腦部病變和脊髓病變有相同的免疫組織化學(xué)特性。NMO患者脊髓病變可呈部分或橫貫性，范圍較廣，多在3個脊髓節(jié)段以上，病灶常位于脊髓中央，灰質(zhì)和白質(zhì)均可，頸胸髓常見。MRI是NMO患者診斷的最常用且重要的輔助檢查手段。

2.DTI在NMO中的應(yīng)用

DTI是一種研究水分子彌散特性的功能磁共振影像技術(shù)，提供了微觀水平的結(jié)構(gòu)信息以及組織的方向性信息[4]。NMO主要癥狀是視神經(jīng)炎以及脊髓炎。視力損傷的臨床檢查主要包括視敏度的檢查，視神經(jīng)乳頭的檢查以及基于VEP的電生理學(xué)異常的檢測。雖然這些檢查在一定程度上能夠評估視神經(jīng)通路的損傷，但是不能定量分析。

常規(guī)MRI檢查技術(shù)已廣泛應(yīng)用于NMO患者的脊髓、腦及視神經(jīng)改變的檢查。NMO急性階段，受浸潤的脊髓節(jié)段常常腫脹，表現(xiàn)為T1低信號，T2高信號，Gd增強掃描常常有強化。以前認為在NMO早期階段MRI表現(xiàn)陰性，但隨著MRI技術(shù)的發(fā)展以及對NMO的認識，對其早期階段腦的病理改變有了新的認識[5]。DTI研究發(fā)現(xiàn)看似正常組織存在彌散異常[1]，在皮質(zhì)脊髓束及視放射區(qū)域也存在異常[6]，說明脊髓和視神經(jīng)的病變可以引起繼發(fā)性的退變。DTI可以提供NMO病灶和看似正常白質(zhì)結(jié)構(gòu)損傷的定量信息，作為其他MRI檢查技術(shù)的補充，因此增加了我們對NMO患者視力損傷病理生理機制的理解。最常用的指標包括FA及MD值。MD值主要反映水分子運動的平均擴散率，與方向無關(guān)，主要與細胞的大小和完整性有關(guān)；而FA值則代表水分子在不同方向的彌散程度，主要反映細胞結(jié)構(gòu)內(nèi)纖維素的數(shù)量以及結(jié)構(gòu)的完整性。二者提供了不同的信息，相互補充，能夠為腦組織的大小、形狀、方向等提供完整的信息。目前應(yīng)用DTI研究NMO的報道較少[1，6-7]。Jeantroux等[7]發(fā)現(xiàn)在急性期及穩(wěn)定階段丘腦及殼的FA值升高，在胼胝體膝以及視放射區(qū)域MD值增加。在急性階段的延髓、穩(wěn)定期的內(nèi)囊及丘腦的MD值顯著減低。表明在NMO患者急性階段以及穩(wěn)定期腦均存在隱匿性改變。

本研究的目的主要是用DTI評估RNMO患者看似正常的視放射彌散異常，為其視力損傷的早期診斷提供幫助，并增加我們對其病理生理機制的了解。在以前NMO研究中，焦點主要集中于視神經(jīng)和脊髓，而不是腦組織?，F(xiàn)在越來越多的研究發(fā)現(xiàn)NMO患者看似正常組織存在損傷[1，8-9]。雖然，也有研究在NMO患者腦內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)異常[10]。Rocca等[8]發(fā)現(xiàn)看似正常的灰質(zhì)存在異常，也有功能研究發(fā)現(xiàn)運動相關(guān)皮層激活區(qū)存在異常[9]，另外在看似正常組織發(fā)現(xiàn)MD值及FA值有改變[1]。NMO患者腦內(nèi)病灶的真實范圍已有相關(guān)的MRI研究[1，8，11]。一致性最高的研究結(jié)果來源于DTI[1，6]。Yu等[1]研究發(fā)現(xiàn)FA值降低和MD值升高主要位于與脊髓和視神經(jīng)相連的區(qū)域。腦損傷的主要機制認為是繼發(fā)于脊髓和視神經(jīng)病灶的軸索退變，與以前的研究結(jié)果一致[1，6]。我們的研究結(jié)果表明看似正常視放射區(qū)存在損傷，可能與繼發(fā)視神經(jīng)病變的華勒變性有關(guān)。

3.RNMO患者視放射區(qū)FA值及MD值的結(jié)果分析

本研究發(fā)現(xiàn)在RNMO患者看似正常視放射區(qū)存在DTI異常，這一結(jié)果與常規(guī)MRI縱向研究及隨訪NMO患者后期階段發(fā)現(xiàn)白質(zhì)密度異常的結(jié)果一致[12]。另外，這一結(jié)果也與DTI研究發(fā)現(xiàn)NMO患者看似正常白質(zhì)區(qū)域存在損傷的結(jié)果一致[13]。本研究主要比較了看似正常視放射區(qū)的MD值和FA值，發(fā)現(xiàn)與健康對照組相比，視放射區(qū)域的FA值減低，MD值升高，與以前的報道一致[1，6-7]。這一結(jié)果支持NMO患者腦的彌散存在異常的觀點。

目前認為NMO的主要致病機制為自身反應(yīng)性抗AQP4抗體引起的補體激活系統(tǒng)，導(dǎo)致炎性脫髓鞘病變、壞死及血管透明樣變性，其FA值的降低與軸突纖維變性和髓鞘崩解或髓鞘丟失相關(guān)，而MD值的升高則可能是由于阻礙水分子運動的屏障破壞引起水分子擴散加快造成[1]。研究發(fā)現(xiàn)NMO患者DTI定量測量值的改變主要位于與脊髓白質(zhì)和視神經(jīng)相連的區(qū)域，而不與之相連的區(qū)域如胼胝體的FA及MD值并沒有異常，提示看似正常腦組織的損傷主要是繼發(fā)于視神經(jīng)和脊髓病灶的順行性和逆行性變性即華勒變性所致[1，6]。視放射的損傷也可能逆行性引起或加重視神經(jīng)的損傷，引起視力下降等相關(guān)臨床癥狀。在視力損傷的早期階段雖然視放射區(qū)沒有可視病灶，卻存在隱匿性損傷，提示視放射區(qū)的異常與早期視力受損相關(guān)。

4.DTI測量值與EDSS評分的相關(guān)性分析

研究發(fā)現(xiàn)MD值與EDSS評分具有一定的相關(guān)性[14]，但也有研究結(jié)果顯示FA值與EDSS評分的關(guān)系更密切[15]。本組研究結(jié)果顯示RNMO患者視放射區(qū)域的FA值及MD值與EDSS評分之間均無明顯相關(guān)性，這與文獻報道有差別[14-15]。這種差異可能與樣本量的大小以及研究對象的選擇有關(guān)，即患者例數(shù)的多少、病程的長短、臨床分型以及檢測時間點的選擇相關(guān)，而且EDSS評分具有一定的主觀性，對評分者具有一定的依賴性，對于結(jié)果也有一定的影響。

總之，DTI作為一種新型無創(chuàng)定量MRI功能成像技術(shù)，對監(jiān)測RNMO患者視放射區(qū)的隱匿性損傷具有較高的敏感性，可為視力損傷的早期診斷提供幫助，也有助于對其視力損傷病理生理機制的了解。

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