擴散張量成像評估腦卒中后運動功能預(yù)后的初步研究

擴散張量成像評估腦卒中后運動功能預(yù)后的初步研究

四肢運動障礙是腦出血最嚴重的結(jié)果之一。超過70%的腦出血患者保留不同程度的下肢運動障礙1'。皮質(zhì)脊髓束(corticspinaltract,CST)是控制人類運動功能最重要的神經(jīng)纖維束,因此受損CST的恢復(fù)對患者的神經(jīng)運動功能至關(guān)重要［2］。擴散張量成像(diffusiontensorimaging,DTI)是目前唯一能夠活體無創(chuàng)性研究CST形態(tài)結(jié)構(gòu)的一種成像方法,可早期評估腦出血患者運動功能預(yù)后,為臨床醫(yī)師判斷患者預(yù)后提供依據(jù)及指導(dǎo)患者康復(fù)治療。研究表明大腦腳區(qū)各向異性分數(shù)比率(rFA)值能夠預(yù)測腦卒中患者的運動功能預(yù)后［3，4］,但是與運動功能相關(guān)的CST最直接相關(guān)部位是放射冠及內(nèi)囊后肢區(qū)。因此,本研究對放射冠、內(nèi)囊后肢及大腦腳區(qū)的rFA值評估腦出血運動功能預(yù)后的可行性進行比較。1納入及排除標準選擇2012年8月至2013年4月在本院神經(jīng)內(nèi)科住院的30例腦出血患者,男22例,女8例,年齡39~86歲,平均(66±14)歲,其中高血壓26例。隨訪時間61~196天,平均(115±47)天。納入標準:CST受累的單側(cè)基底節(jié)區(qū)腦出血;采用保守治療;患者發(fā)病前均無肢體功能障礙,發(fā)病后表現(xiàn)為偏側(cè)肢體運動功能障礙。排除標準:有腦卒中、腦外傷或者其他神經(jīng)系統(tǒng)病史;隨訪死亡的患者。1.2圖像mri檢查臨床神經(jīng)功能評估:入院時使用美國國立衛(wèi)生研究院卒中量表(NationalInstituteofHealthStrokeScale,NIHSS)評分對30例患者神經(jīng)功能受損情況進行評估;隨訪2~6個月后,采用改良Rankin量表(modifiedRankinScale,mRS)、隨訪英國醫(yī)學(xué)研究理事會肌力(theUKMedicalRescarchCouncil,MRC)上肢及下肢(MRC上肢、MRC下肢)評分評估總體預(yù)后及運動功能預(yù)后。MRI檢查:所有病例于入院8~15天內(nèi)行MRI檢查,3.0TMR全身成像設(shè)備(Philips,AchievaTx3.0T),掃描基線與前、后聯(lián)合平行。常規(guī)掃描包括:T1WI、T2WI、液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)(FLAIR)軸位、T1WI矢狀位掃描及擴散加權(quán)成像(DWI)軸位掃描。掃描參數(shù)如下:T1WI(TR2000ms,TE20ms),T2WI(TR3000ms,TE80ms),FLAIR(TR11000ms,TE125ms,TI2800ms),DWI[TR2245ms,TE90ms,視野(FOV)210×210×118,矩陣140×109像素,bmax1000s/mm2]。DTI掃描前采用并行采集技術(shù),加速因子為2進行掃描,以減少圖像采集時間,降低磁敏感偽影所致的圖像扭曲變形。DTI掃描采用單次激發(fā)SEEPI序列[TR6636ms,TE90ms,激勵次數(shù)(NEX)2;FOV224×224×120,矩陣112×112,像素大小為2×2×2mm。層厚2mm,層間距0.2mm,60層連續(xù)掃描]。15個方向上施加擴散梯度和一個沒有擴散加權(quán)的采集,其中b=1000s/mm2。使用16通道頭顱線圈,掃描時間大約為4min2s。1.3dwi序列及mri表現(xiàn)應(yīng)用Philips專用后處理軟件EWS2.6.3.3對DTI原始采集圖像進行后處理,并運用擴散對齊軟件包對DTI原始圖像進行對齊,進行渦流校正以及頭動校正,提高圖像質(zhì)量。得到各向異性分數(shù)(frac-tionalanisotropy,FA)圖、彩色編碼各向異性分數(shù)(color-codedfractionalanisotropy,cFA)圖以及擴散張量纖維示蹤成像(diffusiontensortractography,DTT)。在FA圖上CST通過的放射冠、內(nèi)囊后肢前部及大腦腳區(qū)對稱放置面積相等的感興趣區(qū)(ROI)(大小為8mm2),測得兩側(cè)放射冠、內(nèi)囊后肢及大腦腳區(qū)平均FA值。所有測量值均由同一名醫(yī)師測量,一共測量3次,取其平均值。rFA值=患側(cè)FA值/對側(cè)FA值。以cFA和T1FLAIR圖像為基礎(chǔ),在大腦腳及內(nèi)囊后肢層面取ROI重組出CST,纖維默認示蹤終止條件為:軌道角>45°,FA值<0.2,纖維長度<10mm。在MRI的DWI序列上測量血腫最大徑A(cm)、垂直于A的徑B(cm)以及血腫的厚度C(cm)。血腫的體積(ml)=1/2A×B×C［5］。1.4hss、隨訪mrs、mrc下肢評分的相關(guān)分析FA值采用均數(shù)±標準差表示。應(yīng)用IBMSPSS19.0軟件進行統(tǒng)計學(xué)處理。兩組間比較采用獨立樣本t檢驗。rFA與入院NIHSS、隨訪mRS、MRC上肢及MRC下肢評分之間相關(guān)系檢驗用TheSpearman秩和相關(guān)檢驗。檢驗水準α雙側(cè)=0.05。受試者操作曲線(receiveroperatingcharacteristiccurve,ROC)分析不同部位rFA值評估運動功能預(yù)后的可行性,以曲線下面積大者為最佳預(yù)測值,按照約登指數(shù)(靈敏度+特異度-1)最大確定截斷值及其敏感度和特異度。2結(jié)果2.1兩組隨訪mrs評分比較30例基底節(jié)區(qū)腦出血患者,DTT圖均顯示健側(cè)CST清楚、完整,患側(cè)CST受壓移位、變薄或顯示不清。其中,CST受壓、變薄18例(A組,圖1),CST部分破壞12例(B組,圖2)。A組18例隨訪mRS評分均為0~2分、隨訪MRC上肢評分均為4~5分、隨訪MRC下肢評分均為4~5分。B組隨訪mRS評分9例3~5分,3例0~2分;隨訪MRC上肢評分9例0~3分,3例4~5分;隨訪MRC下肢評分8例0~3分,4例4~5分。比較兩組患者年齡、性別、放射冠rFA值,差異均無顯著統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);比較兩組內(nèi)囊后肢、大腦腳區(qū)rFA值、血腫體積,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。比較入院NIHSS評分、隨訪mRS評分以及MRC上肢評分及MRC下肢評分,差異均有顯著統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)(表1)。2.2mrc下肢評分與mrc下肢評分的相關(guān)性表1本組研究表明,放射冠rFA值與入院NIHSS及隨訪mRS、MRC上肢、MRC下肢評分均無相關(guān)性(P>0.05);內(nèi)囊后肢、大腦腳區(qū)rFA及血腫體積與入院NIHSS評分、隨訪mRS評分呈負相關(guān)性(P<0.05);而與MRC上肢、MRC下肢評分均呈正相關(guān)性(P<0.05)(表2)。血腫體積與放射冠、大腦腳區(qū)rFA值均無相關(guān)性(P>0.05),與內(nèi)囊后肢rFA值負相關(guān)(P<0.05)。放射冠rFA值及血腫體積預(yù)測腦出血遠期運動功能的曲線下面積均<0.5,無統(tǒng)計學(xué)意義。內(nèi)囊后肢、大腦腳區(qū)rFA值預(yù)測腦出血遠期運動功能的曲線下面積分別為0.757±0.093及0.810±0.083;預(yù)測腦出血運動功能結(jié)局的截斷值分別為0.844(敏感性為61.9%,特異性為88.9%)及0.851(敏感性為76.2%,特異性為77.8%)(圖3)。3mrc下肢評分的相關(guān)性DTI是在常規(guī)MRI和DWI基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新的磁共振成像技術(shù),不僅可以提供水分子擴散幅度信息,更可以提供水分子擴散方向信息,因此可以用來評估腦卒中所致的神經(jīng)纖維束破壞以及神經(jīng)運動功能預(yù)后［6］。本組研究分析了血腫體積與放射冠、內(nèi)囊后肢及大腦腳區(qū)rFA值的相關(guān)性,結(jié)果表明血腫體積與內(nèi)囊后肢rFA值有弱相關(guān)性(r=-0.393,P=0.032),可能因為出血周圍的含鐵血黃素的磁敏感效應(yīng)影響血腫周圍的FA值［8］。血腫體積與放射冠、大腦腳區(qū)rFA值均無相關(guān)性(P>0.05),說明基底節(jié)血腫體積與CST受損程度及遠期運動結(jié)局無明顯相關(guān)性,這與Kusano等［9］的研究一致。本研究結(jié)果表明,內(nèi)囊后肢、大腦腳區(qū)rFA值與入院NIH-SS、隨訪mRS評分、MRC上肢及MRC下肢評分均有相關(guān)性(P<0.05)。FA值代表了腦白質(zhì)纖維束結(jié)構(gòu)(例如軸突、髓磷脂、微管等)的方向性,FA值越高,方向性越好,傳導(dǎo)性越佳;相反,FA值下降,纖維完整性破壞,且FA值與纖維束的Wallerian變性有關(guān)。Kim等研究表明腦卒中發(fā)作9天開始出現(xiàn)Wallerian變性,這種纖維束的脫髓鞘變性與患者的神經(jīng)運動功能恢復(fù)有關(guān)。本研究表明,腦出血后8~15天的FA值已發(fā)生變化,內(nèi)囊后肢及大腦腳區(qū)rFA值可以評估運動功能結(jié)局,基底節(jié)腦出血致神經(jīng)纖維束的損傷對內(nèi)囊后肢(rFA=0.815±0.129)的影響程度較大腦腳區(qū)(rFA=0.871±0.083)稍重,ROC曲線分析顯示內(nèi)囊后肢、大腦腳區(qū)rFA值預(yù)測腦出血的遠期運動功能的曲線下面積分別為0.757±0.093及0.810±0.083,預(yù)測腦出血致運動功能結(jié)局的截斷值分別為0.844(敏感性為61.9%,特異性為88.9%)及0.851(敏感性為76.2%,特異性為77.8%)。盡管大腦腳區(qū)rFA值截斷值的特異性低于內(nèi)囊后肢,但其敏感性較高。大腦腳區(qū)rFA值預(yù)測腦出血致遠期神經(jīng)運動功能的曲線下面積大于內(nèi)囊后肢rFA值預(yù)測腦出血致遠期神經(jīng)運動功能的曲線下面積,推理大腦腳區(qū)較放射冠及內(nèi)囊后肢的rFA值似乎更能預(yù)測神經(jīng)運動功能的預(yù)后。Ku-sano等［9］研究認為腦出血發(fā)作2天的大腦腳rFA值可以預(yù)測28天后神經(jīng)運動功能,而Kuzu等［12］研究提示腦出血發(fā)作3天患側(cè)大腦腳FA值可以預(yù)測90天后神經(jīng)運動功能。1個月左右總體神經(jīng)運動功能預(yù)后的影響因素可能為血腫尚未完全吸收,患者的運動功能未完全代償?shù)?一般情況下,3天后腦出血周圍水腫較重,8~15天后腦出血周圍水腫逐漸減輕。本研究結(jié)果表明腦出血發(fā)作8~15天大腦腳區(qū)、內(nèi)囊后肢rFA值或可用于評估腦出血2~6個月后神經(jīng)運動功能的預(yù)后。本組研究的病例部位選擇均為基底節(jié)區(qū)的腦出血,但在臨床實際應(yīng)用中,額顳葉及腦橋等部位的出血也較常見,因此相關(guān)研究有待深入。此外,本組研究的樣本量較小,本研究部分病例隨訪不足6個月,而這部分病例神經(jīng)運動功能可能還會繼續(xù)代償恢復(fù),可能對結(jié)果準確性有一定影響。因此,運用DTT圖及FA值對腦出血患者進行CST及臨床預(yù)后評估等仍需進行大樣本更深入、進一步的研究,以確定其在評價腦出血患者的神經(jīng)運動功能恢復(fù)中的價值。1.1兩組患者ct評分比較CST是錐體束最大的下行白質(zhì)纖維束,其對腦卒中患者運動功能恢復(fù)至關(guān)重要。運用DTT圖可以直觀地顯示血腫與CST的三維空間關(guān)系,本組30例基底節(jié)出血中,18例患側(cè)CST受壓(A組),12例CST部分破壞(B組)。比較