擴散張量成像評估腦卒中后運動功能預后的初步研究

擴散張量成像評估腦卒中后運動功能預后的初步研究

四肢運動障礙是腦出血最嚴重的結果之一。超過70%的腦出血患者保留不同程度的下肢運動障礙1'。皮質脊髓束(corticspinaltract,CST)是控制人類運動功能最重要的神經纖維束,因此受損CST的恢復對患者的神經運動功能至關重要［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)結構的一種成像方法,可早期評估腦出血患者運動功能預后,為臨床醫(yī)師判斷患者預后提供依據及指導患者康復治療。研究表明大腦腳區(qū)各向異性分數比率(rFA)值能夠預測腦卒中患者的運動功能預后［3，4］,但是與運動功能相關的CST最直接相關部位是放射冠及內囊后肢區(qū)。因此,本研究對放射冠、內囊后肢及大腦腳區(qū)的rFA值評估腦出血運動功能預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月在本院神經內科住院的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)病后表現為偏側肢體運動功能障礙。排除標準:有腦卒中、腦外傷或者其他神經系統(tǒng)病史;隨訪死亡的患者。1.2圖像mri檢查臨床神經功能評估: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)評分評估總體預后及運動功能預后。MRI檢查:所有病例于入院8~15天內行MRI檢查,3.0TMR全身成像設備(Philips,AchievaTx3.0T),掃描基線與前、后聯合平行。常規(guī)掃描包括:T1WI、T2WI、液體衰減反轉恢復(FLAIR)軸位、T1WI矢狀位掃描及擴散加權成像(DWI)軸位掃描。掃描參數如下: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,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(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表現應用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,提高圖像質量。得到各向異性分數(frac-tionalanisotropy,FA)圖、彩色編碼各向異性分數(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),測得兩側放射冠、內囊后肢及大腦腳區(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FA值/對側FA值。以cFA和T1FLAIR圖像為基礎,在大腦腳及內囊后肢層面取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下肢評分的相關分析FA值采用均數±標準差表示。應用IBMSPSS19.0軟件進行統(tǒng)計學處理。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下肢評分之間相關系檢驗用TheSpearman秩和相關檢驗。檢驗水準α雙側=0.05。受試者操作曲線(receiveroperatingcharacteristiccurve,ROC)分析不同部位rFA值評估運動功能預后的可行性,以曲線下面積大者為最佳預測值,按照約登指數(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CST清楚、完整,患側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)計學意義(P>0.05);比較兩組內囊后肢、大腦腳區(qū)rFA值、血腫體積,差異均有統(tǒng)計學意義(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)計學意義(P<0.05)(表1)。2.2mrc下肢評分與mrc下肢評分的相關性表1本組研究表明,放射冠rFA值與入院NIHSS及隨訪mRS、MRC上肢、MRC下肢評分均無相關性(P>0.05);內囊后肢、大腦腳區(qū)rFA及血腫體積與入院NIHSS評分、隨訪mRS評分呈負相關性(P<0.05);而與MRC上肢、MRC下肢評分均呈正相關性(P<0.05)(表2)。血腫體積與放射冠、大腦腳區(qū)rFA值均無相關性(P>0.05),與內囊后肢rFA值負相關(P<0.05)。放射冠rFA值及血腫體積預測腦出血遠期運動功能的曲線下面積均<0.5,無統(tǒng)計學意義。內囊后肢、大腦腳區(qū)rFA值預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;預測腦出血運動功能結局的截斷值分別為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下肢評分的相關性DTI是在常規(guī)MRI和DWI基礎上發(fā)展起來的一種新的磁共振成像技術,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纖維束破壞以及神經運動功能預后［6］。本組研究分析了血腫體積與放射冠、內囊后肢及大腦腳區(qū)rFA值的相關性,結果表明血腫體積與內囊后肢rFA值有弱相關性(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局無明顯相關性,這與Kusano等［9］的研究一致。本研究結果表明,內囊后肢、大腦腳區(qū)rFA值與入院NIH-SS、隨訪mRS評分、MRC上肢及MRC下肢評分均有相關性(P<0.05)。FA值代表了腦白質纖維束結構(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。Kim等研究表明腦卒中發(fā)作9天開始出現Wallerian變性,這種纖維束的脫髓鞘變性與患者的神經運動功能恢復有關。本研究表明,腦出血后8~15天的FA值已發(fā)生變化,內囊后肢及大腦腳區(qū)rFA值可以評估運動功能結局,基底節(jié)腦出血致神經纖維束的損傷對內囊后肢(rFA=0.815±0.129)的影響程度較大腦腳區(qū)(rFA=0.871±0.083)稍重,ROC曲線分析顯示內囊后肢、大腦腳區(qū)rFA值預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,預測腦出血致運動功能結局的截斷值分別為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囊后肢,但其敏感性較高。大腦腳區(qū)rFA值預測腦出血致遠期神經運動功能的曲線下面積大于內囊后肢rFA值預測腦出血致遠期神經運動功能的曲線下面積,推理大腦腳區(qū)較放射冠及內囊后肢的rFA值似乎更能預測神經運動功能的預后。Ku-sano等［9］研究認為腦出血發(fā)作2天的大腦腳rFA值可以預測28天后神經運動功能,而Kuzu等［12］研究提示腦出血發(fā)作3天患側大腦腳FA值可以預測90天后神經運動功能。1個月左右總體神經運動功能預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等,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。本研究結果表明腦出血發(fā)作8~15天大腦腳區(qū)、內囊后肢rFA值或可用于評估腦出血2~6個月后神經運動功能的預后。本組研究的病例部位選擇均為基底節(jié)區(qū)的腦出血,但在臨床實際應用中,額顳葉及腦橋等部位的出血也較常見,因此相關研究有待深入。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,而這部分病例神經運動功能可能還會繼續(xù)代償恢復,可能對結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運動功能恢復中的價值。1.1兩組患者ct評分比較CST是錐體束最大的下行白質纖維束,其對腦卒中患者運動功能恢復至關重要。運用DTT圖可以直觀地顯示血腫與CST的三維空間關系,本組30例基底節(jié)出血中,18例患側CST受壓(A組),12例CST部分破壞(B組)。比較