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不同年齡段缺血性腦卒中患者康復治療前后的彌散張量成像研究

來源:中華醫學研究雜志 作者:張曉鈺,桑德春作者單位:100068 北京,中國康復研究 2013-2-26

摘要: 【摘要】 目的 利用磁共振彌散張量成像(DTI)研究中老年腦梗死患者腦白質纖維束各向異性特征和皮質脊髓束(CST)受損與臨床預后的關系,以早期判斷病情、評估預后。方法 24例中老年單側急性腦梗死患者,依年齡段分為A組(45~59歲)、B組(60~74歲)和C組(75歲以上),每組各8例。患者于發病3d內行3。結果 各組患者梗死側FA值......


【摘要】  目的 利用磁共振彌散張量成像(DTI)研究中老年腦梗死患者腦白質纖維束各向異性特征和皮質脊髓束(CST)受損與臨床預后的關系,以早期判斷病情、評估預后。方法 24例中老年單側急性腦梗死患者,依年齡段分為A組(45~59歲)、B組(60~74歲)和C組(75歲以上),每組各8例。患者于發病3d內行3.0T常規磁共振(MRI)和DTI檢查。于入院時和發病后6周,分別測量梗死灶和對側相應正常腦組織的部分各向異性值(FA),同時采用NIHSS量表進行神經功能缺損評分,分別記為NIHSS1和NIHSS2,并運用彌散張量纖維束成像(DTT)顯示通過病灶的纖維束特征,評價腦梗死區周邊纖維束的情況,并與神經功能缺損程度進行比較。結果 各組患者梗死側FA值均較對側相應正常腦組織降低(P<0.05),康復治療6周后梗死側的FA值均比入院時明顯增加(P<0.05)。各組患者FA值隨年齡的增加呈逐漸下降趨勢(P<0.05)。各年齡組患者梗死灶側FA值降低百分比與皮質脊髓束級別明顯相關(P<0.05),發病后6周NIHSS2評分轉歸情況與皮質脊髓束級別差異有顯著性(P<0.05)。結論 DTT可直觀顯示纖維束走行及與病灶之間的關系,在缺血性腦卒中的早期即可對其損傷情況進行判定,同時也可提示患者的預后,對患者的康復治療具有一定的指導意義。

【關鍵詞】  缺血性腦卒中;康復治療;彌散張量成像;年齡相關

  【Abstract】 Objective To evaluate the relationship between injury of CST, diffusion anisotropic features of white matter fibers and cerebral infarction prognosis in different aged patients by MR diffusion tensor imaging. Methods 24 cases of cerebral infarction were randomly divided into 3 groups according to each group 14 years, Group A(n=8), Group B(n=8) and Group C(n=8), ranged 45~79 years of old. Diffusion tensor imaging deta were acquired in the patients on a 3.0T MR imaging scanner in the first 3 days. Fractional anistrophy (FA) value were computed, displacement continuity and injured condition of CST were observed. At the same time, the patients were measured NIHSS at the stage of onset and 6 weeks after the onset, NIHSS1 and NIHSS2, respectively. Results All patients had a decrease in FA values of the lesions compared with the contralateral corresponding brain tissues(P<0.05),and had a increase in FA values of the lesions after 6 weeks rehabilitative therapy (P<0.05). There were gradual downward trend in FA values following the aged years (P<0.05). The decreasing percentage of FA in infarction had positive correlation with NIHSS1 score (P<0.05), injured degree of CST was significantly positive associated NIHSS2 score (P<0.05). Conclusion DTT can show the relationship between the direction and morphology of the fiber tract and the infarct lesions, which can be used to evaluate the impairment of CST at the early stage of ischemic stroke, favoring the prognostic judgment in the rehabilitative therapy of cerebral infarction.

  【Key words】 ischemic stroke; rehabilitation; diffusion tensor imaging; age-related

  腦卒中是一種致死率和致殘率極高的疾病,缺血性腦卒中約占全部腦卒中的80%,而早期評價腦卒中的損傷程度和準確預測患者預后一直是醫學界的難題。常規 CT和 MRI很難準確顯示病灶與神經纖維束的空間位置關系以及白質束受損的范圍,彌散張量成像(diffusion tensor imaging, DTI)技術的出現為缺血性腦卒中的早期診斷和病情評估、治療時機的判斷以及預后的評估提供了技術支持[1], 是唯一可在活體顯示腦白質纖維束的無創性成像技術, 其主要方法為DTI纖維追蹤成像,可直觀地顯示腦內病變對白質纖維形態結構直接或間接的影響。目前國內外對腦卒中DTI的研究資料尚缺乏康復治療方面的評價,且未能很好地控制年齡段對其的影響[2,3]。本研究利用DTI對本院2010年6月—2011年6月住院治療的24例單側腦梗死患者梗死區彌散程度及白質纖維束的改變進行評價,探討DTI對腦梗死患者康復治療預后評價的應用價值。

  1 對象與方法

  1.1 研究對象

  發病24~72h內經常規MRI或CT明確診斷為單側腦梗死的中老年入院治療患者24例,男 14例,女 10例,年齡45~82歲。缺血性腦卒中的定義符合WHO的診斷標準。按年齡分為三組:45~59歲為A組 (8例) ;60~74歲為B組 ( 8例) ;75歲及以上為C組( 8例) 。

  1.1.1 納入標準

  (1)腦梗死發病3d以內,臨床資料完整;(2)單側發病;(3)梗死灶位于基底節、內囊或放射冠等,僅累及白質而無灰質受累;(4)初次發病;(5)生命體征平穩;(6)無MRI檢查禁忌證,完成檢查并圖像質量良好;(7)知情同意。

  1.1.2 排除標準

  (1)雙側腦梗死或椎基底動脈系統腦梗死;(2)無法配合或完成該檢查;(3)有明顯意識障礙、嚴重認知功能障礙或顱腦外傷史;(4)拒絕簽署知情同意書或中途退出者。

  1.2 研究方法

  1.2.1 神經功能評分

  患者于入院時和發病后6周分別進行神經功能評分。本研究采用美國國立衛生院腦卒中量表(National Institutes of Health Stroke Scale, NIHSS量表)評價各期臨床癥狀。評分范圍為0~42分,分數越高表示神經受損越嚴重,0~1分表示正常或趨近于正常,1~4分表示輕微中分,5~15分表示中度中分,15~20分表示中重度中分,20分以上為重度中分,分數越高表示病況越嚴重。

  1.2.2 常規MRI檢查

  包括:T1WI、T2WI序列,T1WI使用SE序列(TR/TE=3250、99ms),T2WI使用TSE序列(TR/TE=400/7.8ms),常規橫斷面、矢狀位、冠狀位掃描。掃描層厚6.0mm,層數為15層,層間距1.8mm。

  1.2.3 DTI序列檢查

  使用彌散敏感單次激發回波平面成像序列進行軸位掃描。掃描參數:TR/TE=3900/76ms,視野(FOV)230mm×230mm,在相位編碼方向上重復取樣率為100%,矩陣256×256,層厚3.6mm,無間隔。采用AC-PC定位線總計獲取33層圖像,覆蓋整個大腦半球和腦干;使用2個彌散權重,b值分別為0和800mm2/s,在12個各向同性方向上分別施加彌散敏感梯度,信號5次平均,采集時間4min19s。

  1.2.4 數據處理

  利用工作站LEONARDO提供的分析軟件包計算出部分各向異性(fractional anisotropy, FA)圖,由研究者手動在FA圖各個層面上畫出梗死灶感興趣區(region of interest, ROI)及其對側相應大小正常正常腦組織ROI得到相應FA值,每個區域測量3次,取平均值,再將各個層面的值平均后得到梗死灶及對側相應正常腦組織處的FA值;梗死灶FA值降低百分比[(對側相應腦組織FA值-梗死灶FA值)/對側相應腦組織FA值×100%]。彌散張量成像纖維束成像(diffusion tensor tractography, DTT):根據大腦白質纖維束解剖,利用 “種子點”標記梗死灶周圍纖維束始點,計算機自動追蹤,終止條件:FA值<0.2,角度<35°,重建雙側皮質脊髓束(corticospinal tract, CST)。在DTT圖中根據CST與梗死灶的空間位置關系,主要表現為完整、受壓移位和中斷3種方式[4]。將CST受累情況分為2級,1級:皮質脊髓束完整;2級:皮質脊髓束中斷。

  1.3 統計學方法

  采用SPSS 16.0統計軟件。所有計量資料用x±s表示,梗死側與健側CST的FA值的差異采用配對t檢驗;分析各組患者及治療前后患側CST的FA值,采用單因素方差分析及q檢驗;FA值降低百分比、CST損傷級別與腦梗死患者NIHSS評分的相關性采用Spearman分析,檢驗水準為α雙側=0.05。

  2 結果

  2.1 梗死灶和對側相應正常腦組織FA值比較

  各組患者梗死灶側的FA值均較對側相應正常腦組織FA值低,康復治療6周后梗死側的FA值均比入院時明顯增加(P<0.05)。各組患者FA值隨年齡的增加呈逐漸下降趨勢(P<0.05)。見表1。表1 各組患者腦梗死側與健側CST的FA值比較

  2.2 DTT結果

  DTT顯示梗死灶纖維束直徑變細,纖維數量減少,甚至有中斷。隨著年齡的增加,其CST破壞的程度逐漸加重,經康復治療后均有好轉。其中A組CST 1級2例,2級6例;B組CST 1級4例,2級4例;C組CST 1級3例,2級5例。

  2.3 CST分級與NIHSS評分的聯系

  Spearman相關分析顯示梗死灶側FA值降低百分比和NIHSS1相關(r=0.432, P<0.05),皮質脊髓束的損傷程度與NIHSS2密切相關(r=0.886, P<0.05)。見表2。表2 各組患者CST級別在治療前后NISHH評分的比較

  3 討論

  缺血性腦卒中約占全部腦卒中的80%,而腦梗死是嚴重危害人類健康的常見病之一。腦梗死后約3/4以上的患者會殘有不同程度的肢體運動或其他功能障礙。早期評價腦梗死的損傷程度和準確預測患者預后一直是醫學界的難題。DTI是近年來運用于臨床的一種功能性磁共振成像方法,是當前唯一的一種能有效觀察和追蹤腦白質纖維束的非侵入性檢查方法,能較好顯示出白質纖維如皮質脊髓束、鉤束、上下縱束、下額枕束的結構功能變化。應用DTI對腦卒中患者進行評價,已逐漸成為臨床上一種重要的參考依據[5],甚至可以發現短暫性腦缺血發作和微小腦卒中之間的差異,從而更有利于準確地評估患者的長期預后[6]。目前應用彌散張量成像技術對腦卒中/梗死患者預后判斷的研究資料甚少[7]。本研究顯示各年齡組患者梗死灶側的FA值均較對側相應正常腦組織FA值低,與以往文獻報道一致[8]。說明在梗死早期,DTI參數就會發生改變,這些現象和變化對臨床醫生及時判斷腦梗死和梗死時期具有重要意義。在腦梗死早期,FA值升高提示存在細胞水腫,隨后開始降低則預示比較嚴重的/甚至不可逆性缺血損傷的發生[9]。研究表明[10],FA值的大小與髓鞘的完整性、纖維致密性及平行性有密切關系,能夠反映白質纖維是否完整,FA值越大,神經傳導能力越強。本研究還發現,FA值下降百分比隨發病時間的延長呈下降趨勢,隨年齡的增加呈增加趨勢。可能是由于發病后經綜合康復治療后,患者的神經運動功能逐漸恢復所致。而年齡越大的患者,其神經運動功能恢復較慢,因此FA值的下降比較明顯。Thomalla[11]等對發病2~16 d內的亞急性期輕、中度缺血性組中患者行DTI檢查,發現患側大腦腳的FA下降,且患側大腦腳FA與對側FA的比值(rFA)與NIHSS評分之間存在負相關。其結果表明FA值越低則變性程度越重,神經運動功能恢復越差。許祖梅[12]等的研究發現,梗死區FA值降低幅度超過0.2,臨床預后較差;而7個腦梗死區域FA值較對側正常區域FA值無明顯變化的患者先前的癥狀完全或近乎完全恢復,預后良好。結合本實驗研究,提示我們對臨床DTI檢查中發現FA值降低明顯、尤其是伴有年齡較大的那些腦卒中患者,更應當引起足夠的重視,盡早給予綜合康復治療。有研究結果表明,DTT可顯示纖維束的迂曲、受壓、變形,也可顯示梗死區與纖維束的關系,如接近、部分穿行、完全穿行[13]。與既往研究結果一致,本研究DTT結果顯示,梗死灶側皮質脊髓纖維束直徑變細,纖維數量減少,甚至有中斷。DTT可較清晰準確地顯示CST的狀態,而CST的完整性與否在腦卒中病人神經運動功能恢復過程中起著決定性作用。隨著年齡的增加,其CST破壞的程度加重,提示患者的預后恢復較慢或者交叉。本研究結果還表明,梗死灶側FA值降低百分比和NIHSS1相關。與國內鮑莎莎[14]等的研究結果相符一致。說明FA值可以早期顯示神經纖維的變性,從一定程度上反映CST的受損情況。本研究結果還表明皮質脊髓束的損傷程度與NIHSS2密切相關,提示患者的臨床預后不僅與梗死灶組織的受損程度有關,更重要的是與梗死發生的部位有關。國內任鈺等[7]對18例腦血管疾病(腦梗死16例,腦出血2例)患者發病初及發病后2周、1個月和2個月分別進行了神經功能缺損評分,其研究結果表明16例腦梗死患者不同時期NIHSS評分與CST級別明顯相關,尤其是發病后2個月時患者的NIHSS評分轉歸情況與皮質脊髓束級別差異有顯著性,而本研究結果則顯現6周后則差異有顯著性,分析其差別可能發生的原因為:本研究對患者的年齡段作了相對嚴格的區分,本研究在常規治療的基礎上采用了綜合康復治療手段。DTT能夠清晰地顯示缺血區和受損白質纖維之間的關系,更能立體直觀地觀察CST的狀況,將對腦梗死患者臨床神經功能康復治療及判斷預后提供更多重要的信息。

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