肝豆?fàn)詈俗冃燥B腦MRI體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)成像

安徽中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院影像中心(安徽 合肥 230031)

張?zhí)m慧* 王安琴 黃建軍

肝豆?fàn)詈俗冃?，又稱“Wilson病”(wilson's disease，WD)，是一種由銅代謝障礙從引起的肝硬化和腦變性等表現(xiàn)的常染色體隱性遺傳病。灌注成像(diffusion weighted imaging，DWI)在WD疾病的診斷及研究中的應(yīng)用較廣，國(guó)內(nèi)外已有諸多報(bào)道。目前臨床最常用的DWI技術(shù)是基于單指數(shù)模型，即腦組織的擴(kuò)散信號(hào)強(qiáng)度與b值呈直線性衰減，此模型假設(shè)基礎(chǔ)為水分子運(yùn)動(dòng)環(huán)境是均勻介質(zhì)、僅反映水分子的自由擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。當(dāng)組織內(nèi)非均質(zhì)時(shí)，組織的擴(kuò)散信號(hào)強(qiáng)度與b值關(guān)系不再符合單指數(shù)模型。Le Bihan等[1]在1986年首次提出基于雙指數(shù)模型的體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)成像(intravoxel incoherent motion，IVIM) ，使用多b值計(jì)算，可同時(shí)獲得水分子自由擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和微循環(huán)灌注信息[2]。有文獻(xiàn)報(bào)道，相較于單指數(shù)模型，IVIM 應(yīng)用的雙指數(shù)模型可以更好地描述生物體內(nèi)這種復(fù)雜的信號(hào)衰減方式[3]。IVIM目前已逐漸應(yīng)用于部分腫瘤的診斷、分級(jí)及療效評(píng)估以及腦梗塞、中毒性腦病等疾病的研究中?；诖耍狙芯渴占?1例臨床確診的WD患者及21例健康志愿者的IVIM圖像資料，旨在探討WD患者IVIM表現(xiàn)并分析WD患者顱腦病變的發(fā)生機(jī)制。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象收集2018年9月至12月我院收治并符合WD診斷標(biāo)準(zhǔn)[4]的WD患者21例( WD組) 。其中男7例，女14例，年齡14年～55歲，病史1～41年。同時(shí)征集21名健康志愿者作為對(duì)照組，其中男8名，女13名，年齡20～53歲。

1.2 儀器與檢查方法使用GE Discovery MR750 3.0T超導(dǎo)型磁共振成像儀及8通道相控陣標(biāo)準(zhǔn)頭顱線圈；掃描范圍從后顱凹底至顱頂，顱腦MRI常規(guī)掃描：層厚5mm，層間距1.5mm，掃描20層；IVIM序列：SE-EPI序列，TR 3000ms，TE 80.1，矩陣128×128，視野240mm×240mm，激勵(lì)次數(shù)1次，層厚5mm，層間距1.5mm，掃描20層，b 值選取11個(gè)，分別為30、50、100、200、300、500、800、1000、1500、2000、3000s/mm2，掃描時(shí)間3min15s。

1.3 圖像分析采用AW 4.6工作站進(jìn)行圖像后處理，以Functool軟件中的MADC軟件處理圖像，獲得ADC、D*、D、f(標(biāo)準(zhǔn)ADC值、快擴(kuò)散ADC值、慢擴(kuò)散ADC值、灌注分?jǐn)?shù))。由2名具有10年以上MRI診斷經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師采用盲法對(duì)數(shù)據(jù)及圖像進(jìn)行分析，測(cè)量?jī)蓚?cè)豆?fàn)詈思扒鹉X的ADC值、D值、D*值及f值(附圖1-8)。如常規(guī)檢查發(fā)現(xiàn)異常信號(hào)區(qū)域，則取病灶最大層面選取ROI，對(duì)側(cè)鏡像區(qū)ROI可根據(jù)需要適當(dāng)微調(diào)，避開(kāi)血管及腦脊液；如常規(guī)檢查未發(fā)現(xiàn)異常信號(hào)，則選取豆?fàn)詈嘶蚯鹉X最大解剖層面，各數(shù)值均測(cè)量3次，然后取平均值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法應(yīng)用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用(±s)表示，WD組與健康對(duì)照組采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行分析，比較WD組與健康對(duì)照組的各參數(shù)值，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

通過(guò)對(duì)WD組與健康對(duì)照組各參數(shù)的比較，WD組豆?fàn)詈说腄*減低、f值增高，且有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＜0.001)(表1)；WD組丘腦的ADC值增加、D*值減低、D值增高，且有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(其中ADC值和D值P＜0.05，D*值P＜0.001)(表2)。

表1 WD組與健康對(duì)照組豆?fàn)詈瞬课籖OI各參數(shù)值

表2 WD組與健康對(duì)照組丘腦部位ROI各參數(shù)值

3 討 論

3.1 WD腦部病理改變及磁共振表現(xiàn)WD是一種常染色體隱性遺傳病，銅藍(lán)蛋白合成障礙，腸道對(duì)銅吸收增加，過(guò)量的銅沉積在肝、腦、腎、角膜等部位而引起一系列損傷。WD腦內(nèi)病變常對(duì)稱分布，多集中于兩側(cè)基底節(jié)區(qū)、丘腦、腦橋、中腦，也可累及大腦半球。WD在顱腦磁共振上典型表現(xiàn)為雙側(cè)基底節(jié)區(qū)對(duì)稱性T1WI低信號(hào)影，T2WI高信號(hào)影，俗稱“熊貓眼征”[5-6]，可能與銅沉積在基底節(jié)區(qū)導(dǎo)致細(xì)胞水腫和壞死、脫髓鞘改變和膠質(zhì)增生等有關(guān)[7]。因此，本研究選取兩側(cè)豆?fàn)詈思扒鹉X作為感興趣區(qū)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析研究。WD患者病理階段不同，DWI上圖像信號(hào)亦有較大變化。當(dāng)WD腦組織病變?cè)缙冢藭r(shí)處于細(xì)胞毒性水腫階段，水分子擴(kuò)散受限，因此DWI上呈高信號(hào)、ADC值降低; 當(dāng)WD進(jìn)一步發(fā)展，至中后期時(shí)組織處于血管源性水腫階段，水分子擴(kuò)散不受限，DWI上呈低信號(hào)、ADC值升高; 當(dāng)腦組織病變處在兩種階段過(guò)渡時(shí)，DWI信號(hào)因水分子運(yùn)動(dòng)復(fù)雜而呈等或高信號(hào)影，ADC值正?；蜉p度升高[8]。WD早期病變即細(xì)胞毒性水腫階段，驅(qū)銅治療效果明顯優(yōu)于中后期(血管源性水腫階段)，因此用量化的ADC值可以評(píng)估WD的臨床治療效果及判斷預(yù)后[9]。

圖1 A-H WD患者典型影像圖。圖1A T2WI序列見(jiàn)兩側(cè)豆?fàn)詈思扒鹉X對(duì)稱性高信號(hào)影；圖1B T1WI序列見(jiàn)兩側(cè)豆?fàn)詈思扒鹉X對(duì)稱性低信號(hào)影；圖1C FLAIR序列見(jiàn)兩側(cè)豆?fàn)詈思扒鹉X高信號(hào)或混雜信號(hào)；圖1D 圖示選擇兩側(cè)豆?fàn)詈思扒鹉X為ROI，避開(kāi)血管及腦脊液；圖1E IVIM序列標(biāo)準(zhǔn)ADC圖；圖1F IVIM序列快擴(kuò)散ADC(D*)；圖1G IVIM序列慢擴(kuò)散ADC(D)；圖1H IVIM序列灌注分?jǐn)?shù)(f)圖。

3.2 IVIM原理在IVIM研究中，人體內(nèi)水分子被區(qū)分為血管內(nèi)水和血管外水(后者包括細(xì)胞內(nèi)水和細(xì)胞間液)[10]：血管內(nèi)水因其流動(dòng)較快，它可以反映組織的灌注信息；血管外水因其流動(dòng)較為緩慢、因此擴(kuò)散較慢，它可以反映組織的擴(kuò)散信息。Le Bihan等[1]提出的IVIM技術(shù)是基于雙指數(shù)模型，它采用多個(gè)b值，b＜200s/mm2時(shí)反映灌注信息，而b＞200s/mm2時(shí)反映組織的真實(shí)擴(kuò)散情況[11]。IVIM技術(shù)可以得到組織的灌注及擴(kuò)散信息，并進(jìn)行定量分析，得到如下參數(shù)：D*值為快擴(kuò)散ADC值，反映灌注信息，即血液在毛細(xì)血管內(nèi)流動(dòng)情況；D值為慢擴(kuò)散ADC值，反映擴(kuò)散信息，代表真實(shí)水分子擴(kuò)散情況；f值為灌注分?jǐn)?shù)，代表灌注因素在擴(kuò)散信號(hào)中的貢獻(xiàn)比例，它受水分子擴(kuò)散及灌注的雙重影響，一定程度上反映組織毛細(xì)血管的豐富情況，f值越大表明毛細(xì)血管越豐富。

3.3 WD患者IVIM數(shù)據(jù)分析本實(shí)驗(yàn)中WD組豆?fàn)詈说腄*值減低，說(shuō)明WD組豆?fàn)詈斯嘧p低，豆?fàn)詈薴值增加，豆?fàn)詈私M織內(nèi)毛細(xì)血管分布更豐富、密集；WD組丘腦的ADC值增加、D*值減低、D值增加，說(shuō)明WD組單指數(shù)模型及雙指數(shù)模型下丘腦彌散均受限，灌注減低。此外，本研究中，WD組及健康對(duì)照組豆?fàn)詈思扒鹉X的ADC值均高于D值(P＜0.001)，原因在于IVIM序列獲取的D值代表真實(shí)水分子的擴(kuò)散，排除了組織灌注的影響。此外，WD組豆?fàn)詈思扒鹉X灌注均較健康對(duì)照組減低，可能是WD患者銅在腦組織異常沉積, 導(dǎo)致局部缺血、水腫，神經(jīng)細(xì)胞變性、減少及神經(jīng)纖維脫髓鞘，最終導(dǎo)致血管分布異常、局部灌注減低，這也與以往文獻(xiàn)報(bào)道結(jié)論一致[12-13]。而WD組豆?fàn)詈藦浬⑹芟薏幻黠@，丘腦彌散受限，這可能是由于本實(shí)驗(yàn)病例數(shù)量有限，未能按傳統(tǒng)彌散序列上ROI信號(hào)高低進(jìn)行再次分組，再進(jìn)行亞組內(nèi)分析比較所致。

綜上，基于雙指數(shù)模型的IVIM使用多b值計(jì)算，可同時(shí)獲得WD患者豆?fàn)詈思扒鹉X的彌散及灌注信息，有助于進(jìn)一步闡明WD顱腦病變的發(fā)生機(jī)制。