磁共振彌散張量成像在腦梗死亞急性期評(píng)估患者康復(fù)水平的應(yīng)用

廣州開發(fā)區(qū)醫(yī)院放射科(廣東 廣州 510730)

張 立 陸志鋒 鄧福珠邱子維 高 文

共振彌散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)是建立在彌散加權(quán)成像上的新型影像學(xué)技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)利用水分子在組織內(nèi)部擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)差異性來觀測(cè)其微觀結(jié)構(gòu)，為核磁共振成像技術(shù)(Magnetic Resonance Imaging，MRI)的一種特殊形式，核磁共振成像原理是通過影像學(xué)技術(shù)追蹤水分子中的氫原子，根據(jù)氫原子含量多少進(jìn)行分辨不同部位或不同病變的組織，彌散張量成像則是依據(jù)水分子移動(dòng)方向來進(jìn)行分辨[1-3]。今年來磁共振彌散張量成像廣泛被應(yīng)用于腦梗死、頸椎病、腰椎間盤突出、多發(fā)性硬化癥、精神分裂癥等對(duì)病情和預(yù)后的判斷中，另外還可以揭示生長(zhǎng)在腦部的腫瘤對(duì)神經(jīng)細(xì)胞連接的影響，以引導(dǎo)手術(shù)操作[4-6]。

本次研究我們?cè)谛陆\斷為腦梗死的患者共153例，在急性期、亞急性期和慢性期應(yīng)用DTI跟蹤監(jiān)測(cè)病灶區(qū)和對(duì)稱正常腦區(qū)的各參數(shù)值，主要是平均擴(kuò)散系數(shù)(Average Diffusion Coefficient，DCavg)、容積比各向異性(Volume Ratio Anisotropy，VRA)、部分各向異性(Fractional Anisotropy，F(xiàn)A)和衰減指數(shù)(Exponential attenuation，Exat)；同時(shí)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)康復(fù)治療方案，最后根據(jù)MBI評(píng)分結(jié)果將患者分成康復(fù)組和未康復(fù)組，比較不同時(shí)相期病灶區(qū)和對(duì)側(cè)未損傷區(qū)、康復(fù)組和未康復(fù)組的各參數(shù)值，以綜合分析腦梗死患者應(yīng)用磁共振彌散張量成像技術(shù)(DTI)檢測(cè)以上參數(shù)和患者康復(fù)程度的相關(guān)性，以指導(dǎo)臨床制定更優(yōu)化的康復(fù)治療方案。

1 資料與方法

1.1 臨床資料選擇2015年1月1日～2016年12月31日我院收治腦梗死患者153例，腦梗死患者診斷標(biāo)準(zhǔn)參照2014年中華醫(yī)學(xué)會(huì)神經(jīng)病學(xué)分會(huì)頒布的急性缺血性腦卒中診治指南的標(biāo)準(zhǔn)[7]。所有亞急性腦梗死患者(40-60歲)均為病灶首次發(fā)生在單側(cè)皮質(zhì)或皮質(zhì)下(經(jīng)頭顱MRI確診)；病程在3個(gè)月以內(nèi)。患者排既往無腦卒中病史、帕金森病及磁共振禁忌證。

1.2 康復(fù)治療方法所有患者在生命體征平穩(wěn)后，均接受高壓氧、營(yíng)養(yǎng)腦神經(jīng)、針灸按摩、被動(dòng)肢體訓(xùn)練等康復(fù)治療方案[8]。其中高壓氧治療壓力、加壓時(shí)間、減壓以及療程按臨床標(biāo)準(zhǔn)制定。營(yíng)養(yǎng)腦神經(jīng)包括應(yīng)用腦神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子、膠質(zhì)原性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子、腦蛋白水解物、中藥湯劑等。針灸則應(yīng)用專用金屬針，刺入相關(guān)血位例如外關(guān)、曲池、太沖及足三里等，以達(dá)到疏經(jīng)活絡(luò)、調(diào)和氣血的目的；按摩則采用多種手法(按、摩、推、拿等)，刺激患者的血管、肌肉以及神經(jīng)等部位，加快新陳代謝，以幫助其盡快恢復(fù)功能；被動(dòng)和主動(dòng)肢體訓(xùn)練則包括保持良好體位，肘關(guān)節(jié)伸展訓(xùn)練，腕關(guān)節(jié)背屈訓(xùn)練；盡可能引導(dǎo)患者自主活動(dòng)，鼓勵(lì)患肢做上舉活動(dòng)，強(qiáng)化步行訓(xùn)練，以調(diào)整患肢膝關(guān)節(jié)的屈曲運(yùn)動(dòng)等；語言的康復(fù)訓(xùn)練：從單詞、單句開始練習(xí)，再強(qiáng)化練習(xí)復(fù)雜語句，并鼓勵(lì)多與家人交流。以上康復(fù)治療方法均在醫(yī)護(hù)的指導(dǎo)下按臨床標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

1.3 評(píng)定及分組方法所有患者參照MBI評(píng)分(修訂的Barthel指數(shù))。最高分為95分；最低分為30分。按以上評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)將所有患者分為康復(fù)明顯好轉(zhuǎn)組(MBI評(píng)分≥75分)及康復(fù)未見明顯好轉(zhuǎn)組(MBI評(píng)分＜75分)。

1.4 檢查方法本研究采用美國GE公司singnal HDe 1.5T磁共振掃描儀對(duì)圖像進(jìn)行采集。病人采取頭先進(jìn)，仰臥位。掃描過程中囑咐患者靜止，四肢放松。使用頭頸聯(lián)合線圈，掃描序列包括：軸位T1Flair(TR 1846ms，TE 28.6ms，矩陣288×192，視野240mm×240mm，層厚7mm)；軸位T2WI(TR 5000ms，TE 132ms，矩陣288×288 ,視野240mm×240mm，層厚7mm)；軸位T2flair(TR 8400ms, TE 148ms，矩陣288×288，視野240mm×240mm，層厚7mm)；軸位DWI(TR 8850ms，TE 108ms，矩陣128×128，視野240mm×240mm，層厚7mm)；矢狀位T2WI(TR 2500ms，TE 88.1ms，矩陣96×128，視野240mm×240mm，層厚5mm)；軸位DTI(TR 8000ms，TE 88.1ms，矩陣96×128，視野240mm×240mm，層厚4mm)。

1.5 圖像后處理及分析將搜集到的資料送往工作站，重新構(gòu)建FA、ADC、DCavg、VRA圖，選取圖像中梗死灶面積15mm2區(qū)域作為感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，包括梗死灶中心部分及周圍部分，分別在梗死區(qū)測(cè)得FA值、DCavg值、VRA 值、Exat值。同時(shí)將患者健側(cè)與ROI位置對(duì)稱、面積相同的部位視為對(duì)照區(qū)，分別在對(duì)照區(qū)測(cè)得FA值、DCavg值、VRA值、Exat值。

1.6 數(shù)據(jù)處理采用SPSS11.5軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。數(shù)據(jù)用(±s)表示，對(duì)各項(xiàng)參數(shù)檢測(cè)指標(biāo)均采用ANOVA檢驗(yàn)，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 康復(fù)組和未康復(fù)組不同時(shí)期FA值比較康復(fù)組與未康復(fù)組病灶ROI的FA值在亞急性期和慢性期較對(duì)側(cè)均出現(xiàn)明顯下降(P＜0.05)，且未康復(fù)組在亞急性期的FA值明顯低于康復(fù)組(P＜0.05)。慢性期，康復(fù)組病灶ROI的FA值與亞急性期比較未見明顯改變，但相對(duì)未康復(fù)組，差異加大(P＜0.01)，見表1。

2.2 兩組不同恢復(fù)情況VRA值比較在急性期，兩組VRA值較其對(duì)側(cè)ROI均出現(xiàn)明顯減少(P＜0.05)；病情緩解到亞急性期，康復(fù)組病灶ROI的VRA值較急性期未見明顯改變，而未康復(fù)組病灶ROI的VRA值繼續(xù)降低，且與康復(fù)組病灶ROI出現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＜0.05)；到慢性期，康復(fù)組病灶ROI的VRA值與急性期及亞急性期病灶ROI仍然未見統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，未康復(fù)組病灶ROI的VRA值繼續(xù)減少，且與康復(fù)組病灶ROI之間統(tǒng)計(jì)學(xué)差異擴(kuò)大(P＜0.01)，見表2。

2.3 DCavg在康復(fù)組及未康復(fù)組之間的差異兩組DCavg值在急性期較對(duì)側(cè)ROI均出現(xiàn)明顯升高(P＜0.05)，但急性期兩組病灶ROI之間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；在急性期，兩組病灶區(qū)DCavg值均繼續(xù)升高，且為康復(fù)組的DCavg值較康復(fù)組升高明顯(P＜0.05)；在慢性期，康復(fù)組的DCavg值升高緩慢，而未康復(fù)組的DCavg值繼續(xù)升高，且與康復(fù)組相比升高更為明顯(P＜0.01)，見表3。

表1 觀察康復(fù)組和未康復(fù)組不同時(shí)期FA值比較(s)

表1 觀察康復(fù)組和未康復(fù)組不同時(shí)期FA值比較(s)

注：*P＜0.05表示與本組對(duì)側(cè)同時(shí)期比較；#P＜0.05，##P＜0.01表示與未康復(fù)組病灶區(qū)同時(shí)期比較

組別 例數(shù) 急性期 亞急性期 慢性期康復(fù)組 118例 病灶ROI 0.33±0.11 0.26±0.12*# 0.25±0.09*##對(duì)側(cè)ROI 0.35±0.12 0.31±0.08 0.33±0.10未康復(fù)組 35例 病灶ROI 0.33±0.11 0.19±0.12* 0.11±0.09*對(duì)側(cè)ROI 0.32±0.14 0.35±0.12 0.36±0.09

表2 觀察康復(fù)組和未康復(fù)組不同時(shí)期VRA值比較(s)

表2 觀察康復(fù)組和未康復(fù)組不同時(shí)期VRA值比較(s)

注：*P＜0.05表示與本組對(duì)側(cè)同時(shí)期比較；#P＜0.05，##P＜0.01表示與未康復(fù)組病灶區(qū)同時(shí)期比較

組別 例數(shù) 急性期 亞急性期 慢性期康復(fù)組 118例 病灶ROI 0.09±0.0098* 0.08±0.0079*# 0.10±0.0082*##對(duì)側(cè)ROI 0.17±0.015 0.19±0.022 0.20±0.0184未康復(fù)組 35例 病灶ROI 0.10±0.0076* 0.05±0.0084* 0.03±0.0066*對(duì)側(cè)ROI 0.19±0.0166 0.22±0.0125 0.21±0.0147

表3 觀察康復(fù)組和未康復(fù)組不同時(shí)期DCavg值比較(s)

表3 觀察康復(fù)組和未康復(fù)組不同時(shí)期DCavg值比較(s)

注：*P＜0.05表示與本組對(duì)側(cè)同時(shí)期比較；#P＜0.05，##P＜0.01表示與未康復(fù)組病灶區(qū)同時(shí)期比較

組別 例數(shù) 急性期 亞急性期 慢性期康復(fù)組 118例 病灶ROI 5.84±1.22* 8.19±1.17*# 9.56±1.08*##對(duì)側(cè)ROI 4.41±0.43 4.82±0.81 4.88±0.63未康復(fù)組 35例 病灶ROI 5.78±1.06* 12.19±1.17* 20.25±2.79*對(duì)側(cè)ROI 4.86±0.78 4.96±0.75 6.29±1.01

2.4 康復(fù)組和未康復(fù)組之間Exat值比較康復(fù)組與未康復(fù)組的Exat值和其對(duì)側(cè)ROI比較出現(xiàn)明顯升高(P＜0.05)；到亞急性期后，康復(fù)組的Exat值明顯下降，且與其對(duì)側(cè)ROI已無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，而未康復(fù)組的Exat值下降緩慢，且與其對(duì)側(cè)ROI和康復(fù)組的病灶ROI均出現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；病情發(fā)展到慢性期后，康復(fù)組的Exat值恢復(fù)到正常水平，而未康復(fù)組病灶ROI的Exat值出現(xiàn)下降依然緩慢，且與其對(duì)側(cè)ROI和康復(fù)組的病灶ROI之間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＜0.05)，見表4。

表4 觀察康復(fù)組和未康復(fù)組不同時(shí)期Exat值比較(s)

表4 觀察康復(fù)組和未康復(fù)組不同時(shí)期Exat值比較(s)

注：*P＜0.05表示與本組對(duì)側(cè)同時(shí)期比較；#P＜0.05，##P＜0.01表示與未康復(fù)組病灶區(qū)同時(shí)期比較

組別 例數(shù) 急性期 亞急性期 慢性期康復(fù)組 118例 病灶ROI 0.68±0.07* 0.48±0.04# 0.43±0.04#對(duì)側(cè)ROI 0.41±0.04 0.39±0.02 0.41±0.02未康復(fù)組 35例 病灶ROI 0.65±0.06* 0.60±0.03* 0.55±0.03*對(duì)側(cè)ROI 0.40±0.03 0.38±0.03 0.39±0.04

3 結(jié) 論

DTI技術(shù)是建立在傳統(tǒng)DWI技術(shù)上發(fā)展出來的一種新型MR技術(shù)，DTI是目前位置惟一能夠通過非侵入性手段有效的追蹤患者腦白質(zhì)纖維束[3,9]。幾年來，越來越多的被應(yīng)用于神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)疾病的診斷、治療及后期隨訪。DTI常用的組織擴(kuò)散的特征參數(shù)較多，本研究主要通過對(duì)對(duì)比DTI的FA值、DCavg值、VRA值、Exat值在不同時(shí)期的變化，探討DTI在亞急性期的對(duì)患者后期康復(fù)情況的評(píng)估價(jià)值[10-11]。FA指機(jī)體組織內(nèi)部各項(xiàng)異性特征，是一種經(jīng)常用于測(cè)量纖維髓鞘的完整性、致密性以及平行性的指標(biāo)，可靈敏地反應(yīng)腦白質(zhì)中纖維微結(jié)構(gòu)是否受到損傷，F(xiàn)A值明顯降低意味著細(xì)胞的完整性受到破壞或發(fā)生不可逆性細(xì)胞損傷[12]；VRA值的變化方向與FA相同，也可反映機(jī)體組織內(nèi)的各向異性，不同在于， FA值可反應(yīng)較低的組織內(nèi)各向異性，而VRA值則可反應(yīng)較高的組織內(nèi)各向異性，故而本研究采用VRA值作為FA值的補(bǔ)充指標(biāo)，對(duì)于腦梗死病灶區(qū)結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)；DCavg值代表分子在單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)行自由擴(kuò)散的程度，其與彌散運(yùn)動(dòng)速度相關(guān)，而與各向異性的相關(guān)性較差，DCavg數(shù)值越大，反映水分子在組織內(nèi)的擴(kuò)散程度越大，自由水在組織內(nèi)的含量也就越多；Exat值也稱為ADC，其與DCavg相同，亦可反映水分子在組織內(nèi)的擴(kuò)散特性，但兩者所反映的方向相反[13]。

本研究顯示，康復(fù)組與未康復(fù)組病灶ROI的FA值在急性期與其對(duì)側(cè)ROI之間無明顯差異，隨著病情時(shí)間的延長(zhǎng)，兩組FA值較其對(duì)側(cè)ROI均出現(xiàn)明顯降低，(P＜0.05)，與此同時(shí)未康復(fù)組病灶ROI的FA值較康復(fù)組病灶ROI的FA值降低更為明顯，(P＜0.05)，說明應(yīng)用DTI技術(shù)檢測(cè)FA值，可觀察到在亞急性期的FA值下降相對(duì)較少者后期康復(fù)較好；在VRA值檢測(cè)中，其作為FA值的一個(gè)補(bǔ)充指標(biāo)，反映速度較FA值更快，在急性期兩組的VRA即出現(xiàn)明顯的下降，兩組之間的VRA值比較未見明顯差異，伴隨病情時(shí)間的延長(zhǎng)，在亞急性期兩組之間的VRA值出現(xiàn)分化，未康復(fù)組的VRA值繼續(xù)下降明顯，而康復(fù)組的VRA下降速度變緩，兩組的VRA值之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，到慢性期，康復(fù)組的VRA值與其急性期及亞急性期無差別(P＞0.05)，但未康復(fù)組的VRA值成持續(xù)性降低狀態(tài)，其與同時(shí)期康復(fù)組的VRA值差異擴(kuò)大(P＜0.01)；FA值和VRA值可追蹤組織內(nèi)部的各項(xiàng)差異，DCavg值與水分子的彌散運(yùn)動(dòng)速度高度相關(guān)。急性期兩組病灶ROI的DCavg值已顯著升高，此時(shí)與其對(duì)側(cè)比較已出現(xiàn)顯著差異(P＜0.05)，在亞急性期兩組DCavg值出現(xiàn)差異化，康復(fù)組病灶ROI的DCavg值升高緩慢，而未康復(fù)組的病灶ROI持續(xù)升高，兩組病灶ROI的DCavg已出現(xiàn)顯著差異(P＜0.05)，到慢性期，康復(fù)組病灶ROI的DCavg值雖其對(duì)側(cè)仍存在顯著差異，但升高趨勢(shì)已趨于平緩，而未康復(fù)組則繼續(xù)升高，兩組之間的差異變大(P＜0.01)；Exat值與DCavg相同，亦可反映誰分子的擴(kuò)散特性，在急性期，兩組病灶ROI的Exat值均同時(shí)出現(xiàn)明顯降低，與對(duì)側(cè)ROI出現(xiàn)顯著差異(P＜0.05)，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，Exat值開始降低，尤其是康復(fù)組，其在亞急性期的降低程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于未康復(fù)組(P＜0.05)，到達(dá)慢性期后，康復(fù)組病灶ROI的Exat值已恢復(fù)到正常水平，而未康復(fù)組病灶ROI的Exat值仍然在正常水平之上(P＜0.05)。

上述研究表明，腦梗死患者經(jīng)DTI檢測(cè)在發(fā)病初期即出現(xiàn)多項(xiàng)指標(biāo)異常，其中FA值在亞急性期出現(xiàn)差異性變化。出現(xiàn)以上變化的原因可能是因?yàn)樵谀X梗死急性期，神經(jīng)元細(xì)胞最先缺血缺氧引發(fā)細(xì)胞水腫[14]，限制其內(nèi)部水分子的彌散程度，此時(shí)神經(jīng)纖維束的微結(jié)構(gòu)尚未受到明顯的損傷，神經(jīng)纖維束的結(jié)構(gòu)破壞需要一段時(shí)間才會(huì)逐漸表現(xiàn)出來，從而引發(fā)FA值隨之而減低。在亞急性期，多種指標(biāo)雖有異常表現(xiàn)[15]，但康復(fù)組病灶ROI的各項(xiàng)指標(biāo)相對(duì)于未康復(fù)組更趨向于緩解或接近正常水平，DTI可動(dòng)態(tài)觀察病灶區(qū)，并可準(zhǔn)確地判斷病情期相，對(duì)病情進(jìn)展進(jìn)行評(píng)估。尤其是亞急性期腦梗死，通過上述研究我們可以發(fā)現(xiàn)，亞急性期腦梗死時(shí)期多種治療的差異性變化有助于臨床對(duì)患者后期康復(fù)狀況進(jìn)行預(yù)判，指導(dǎo)臨床早期康復(fù)治療[16-17]。