中山大學(xué)附屬東華醫(yī)院放射科(廣東 東莞 523110)

朱剛明 李兆勇 覃達(dá)賢陶 娟 李志娟 鄒玉林蔡越飛

3.0TMRI彌散功能成像對維持性透析患者腦白質(zhì)變性的評估價值*

中山大學(xué)附屬東華醫(yī)院放射科(廣東 東莞 523110)

朱剛明 李兆勇 覃達(dá)賢陶 娟 李志娟 鄒玉林蔡越飛

目的 探討維持性透析患者腦白質(zhì)變性3.0TMRI彌散功能成像的表現(xiàn)及特點，評估彌散功能成像對其診斷及分級的價值。方法 108例終末腎病期(ESRD)患者作為研究組，34例健康體檢者作為對照組，分別進(jìn)行常規(guī)MR、DWI、DTI檢查，研究組按年齡相關(guān)白質(zhì)改變(ARWMC)分級標(biāo)準(zhǔn)分為三個級別，與對照組及各級別之間兩兩進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)比較。結(jié)果 維持性透析患者腦白質(zhì)變性區(qū)表觀擴(kuò)散系數(shù)(ADC)值升高，各向異性分?jǐn)?shù)(FA)值下降，研究組雙側(cè)額葉、頂枕葉各級腦白質(zhì)變性的ADC值與對照組均存在統(tǒng)計學(xué)差異(P＜0.05)，其各級腦白質(zhì)變性ADC值之間亦存在統(tǒng)計學(xué)差異(P＜0.05)。三級腦白質(zhì)變性者雙側(cè)基底節(jié)區(qū)ADC值與對照組、一、二級存在統(tǒng)計學(xué)差異(P＜0.05)；研究組雙側(cè)半卵圓中心、側(cè)腦室旁各級腦白質(zhì)變性的FA值與對照組均存在統(tǒng)計學(xué)差異(P＜0.05)，其各級腦白質(zhì)變性FA值之間亦存在統(tǒng)計學(xué)差異(P＜0.05)。三級腦白質(zhì)變性者雙側(cè)內(nèi)囊FA值與對照組、一、二級存在統(tǒng)計學(xué)差異(P＜0.05)。研究組雙側(cè)額葉、頂枕葉腦白質(zhì)變性的ADC值與變性級別呈正相關(guān)性；雙側(cè)半卵圓中心、側(cè)腦室旁腦白質(zhì)變性的FA值與變性級別呈負(fù)相關(guān)性。結(jié)論 彌散功能成像可客觀、敏感、數(shù)據(jù)化的反映維持性透析患者腦白質(zhì)變性的特點及程度。

彌散功能成像；透析；腦白質(zhì)

當(dāng)前我國慢性腎病(chronic kidney disease,CKD)發(fā)病率有所升高，其中一部分患者進(jìn)入終末腎病期(end-stage renal disease, ESRD)。臨床上對于ESRD患者多采用維持性透析的方式來延緩腎功能衰竭，達(dá)到保護(hù)殘余腎的目的。但國內(nèi)外有研究顯示，透析患者更易出現(xiàn)腦白質(zhì)變性及認(rèn)知障礙[1-5]。既往國內(nèi)少見有系統(tǒng)的、聯(lián)合MR多序列成像來診斷及評估維持性透析患者腦白質(zhì)變性的報道，本研究擬采用磁共振彌散成像(diffusion-weighted imaging,DWI)及彌散張量成像(diffusion tensor imaging,DTI)技術(shù)定量顯示腦白質(zhì)變性，探討其評估價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料收集本院2013年4月～2016年4月228例診斷為ESRD患者的臨床及MR資料，選取其中108例符合條件的患者建立研究組，入選條件為：①接受規(guī)律透析，時長超過3個月；②右利手；③排除合并有腦梗塞、腫瘤、腦外傷后遺改變患者。研究組中男性81例，女性27例，年齡范圍30～81歲，平均年齡(56±14)歲。

同時隨機(jī)收集同時期入院的34例健康體檢者的臨床及MR資料，建立對照組，入選條件為：①年齡范圍與研究組相近，平均年齡52±12歲；②無神經(jīng)系統(tǒng)的癥狀及體征，無神經(jīng)系統(tǒng)病史及其他系統(tǒng)性疾患；③右利手；④顱腦MR檢查未發(fā)現(xiàn)異常信號。

1.2 檢查儀器與方法采用西門子3.0T超導(dǎo)型磁共振掃描機(jī)對研究組、對照組對象進(jìn)行MR常規(guī)平掃及DWI、DTI成像，取仰臥位掃描，頭部線圈，掃描范圍顱頂至枕骨大孔下緣，T1WI用擾相梯度回波序列(FLASH)(TR200ms，TE2.5ms)；T2WI用快速自旋回波(FSE)(TR4500ms，TE92ms)；液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(FLAIR) (TR6000ms，TE94ms)；彌散加權(quán)成像DWI(TR6900ms，TE95ms)選取彌散敏感因子b值分別為0和1000s/mm2；DTI(TR4600ms，TE86ms)選取20個彌散梯度編碼方向。各序列圖像層厚5mm，層距1mm，矩陣256×256，視野FOV230mm×230mm。

1.3 數(shù)據(jù)收集由三位低年資住院醫(yī)生獨(dú)立閱片，采用西門子MR自帶的syngoview軟件，分別計算相應(yīng)的腦白質(zhì)數(shù)據(jù)：①將顱腦分為雙側(cè)額葉、頂枕葉、顳葉(除海馬)、幕下(包括腦干、小腦)、基底節(jié)區(qū)、胼胝體及海馬14個區(qū)域；②選取MR常規(guī)序列中有異常信號的區(qū)域作為感興趣區(qū)(Region of interest，ROI)，對ROI區(qū)內(nèi)的病灶測量三次表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)值、各向異性分?jǐn)?shù)(fractional anisotropy，F(xiàn)A)值，計算平均值作為該ROI區(qū)最終的ADC、FA值；③對MR常規(guī)序列無信號異常的區(qū)域，任意選取三點測量ADC、FA值，并以平均值作為該區(qū)域最終的ADC、FA值；④測量時避開腦溝、腦室部分容積效應(yīng)。最終數(shù)據(jù)由兩位高年資副主任醫(yī)師審核，以達(dá)到意見一致為準(zhǔn)。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析①參照年齡相關(guān)白質(zhì)改變(age-related white matter change，ARWMC)分級標(biāo)準(zhǔn)[6]，對上述14個區(qū)域單獨(dú)評分，0分：T2WI及FLAIR序列無異常信號；1分：孤立斑點狀小病灶；2分：斑片狀病灶；3分：彌漫性片狀病灶，然后計算各區(qū)域總分，0-5分為一級，6-10分為二級，＞10分為三級。②將14個區(qū)域的ADC、FA值分別按級數(shù)歸類，最終計算出各級腦白質(zhì)變性中14個區(qū)域的平均ADC、FA值。③運(yùn)用SPSS19.0軟件，研究組與對照組、各級變性之間進(jìn)行單因素方差分析，P＜0.05時具有統(tǒng)計學(xué)差異；④各級腦白質(zhì)變性中，有統(tǒng)計學(xué)差異的區(qū)域的ADC、FA值與變性級別進(jìn)行spearman相關(guān)性檢查，P＜0.05時具有統(tǒng)計學(xué)差異。

2 結(jié) 果

2.1 維持性透析患者腦白質(zhì)變性形態(tài)學(xué)表現(xiàn)根據(jù)ARWMC標(biāo)準(zhǔn)，108例患者中1-3級腦白質(zhì)變性的例數(shù)分別為33例、24例、51例。一級腦白質(zhì)變性MR主要表現(xiàn)為T2WI及FLAIR序列腦白質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)局灶性高信號，單發(fā)多見，邊界稍清，DWI多數(shù)呈等信號，ADC值較周圍正常腦白質(zhì)增高，DTI病灶呈稍低信號，F(xiàn)A值較周圍正常腦白質(zhì)減低(圖1)。二級腦白質(zhì)變性MR主要表現(xiàn)為T2WI及FLAIR序列腦白質(zhì)多發(fā)高信號，可呈對稱分布，有融合的趨勢，DWI呈等或略高信號，ADC值較明顯升高，DTI呈低信號，F(xiàn)A值較明顯降低(圖 2)。三級腦白質(zhì)變性MR主要表現(xiàn)為T2WI及FLAIR序列腦白質(zhì)高信號病灶呈斑片狀、片狀分布，多為對稱分布，DWI呈稍高信號，ADC值明顯升高，DTI呈明顯低信號，F(xiàn)A值明顯降低(圖3)。

2.2 研究組與對照組腦白質(zhì)ADC、FA值統(tǒng)計學(xué)比較、分析見表1-2表1提示，研究組ESRD患者雙側(cè)額葉、頂枕葉各級腦白質(zhì)變性的ADC值與正常對照組均存在統(tǒng)計學(xué)差異(P=0.00＜0.05)，其各級腦白質(zhì)變性ADC值之間亦存在統(tǒng)計學(xué)差異(P=0.00＜0.05)。三級腦白質(zhì)變性者雙側(cè)基底節(jié)區(qū)ADC值與對照組、一、二級存在統(tǒng)計學(xué)差異(P=0.00＜0.05)。表2提示，研究組ESRD患者雙側(cè)半卵圓中心、側(cè)腦室旁各級腦白質(zhì)變性的FA值與正常對照組均存在統(tǒng)計學(xué)差異(P=0.00＜0.05)，其各級腦白質(zhì)變性FA值之間亦存在統(tǒng)計學(xué)差異(P=0.00＜0.05)。三級腦白質(zhì)變性者雙側(cè)內(nèi)囊FA值與對照組、一、二級存在統(tǒng)計學(xué)差異(P=0.00＜0.05)。

2.3 具有統(tǒng)計學(xué)差異區(qū)域的ADC、FA值與變性級別spearman相關(guān)性分析根據(jù)表1、表2結(jié)果，對研究組ESRD患者雙側(cè)額葉、頂枕葉的各級腦白質(zhì)變性的ADC值、雙側(cè)半卵圓中心、側(cè)腦室旁各級腦白質(zhì)變性的FA值與變性級別進(jìn)行spearman相關(guān)性分析，結(jié)果如表3-4。表3提示，研究組ESRD患者雙側(cè)額葉、頂枕葉腦白質(zhì)變性的ADC值與變性級別呈正相關(guān)性，隨級別增高而增大。表4提示，研究組ESRD患者雙側(cè)半卵圓中心、側(cè)腦室旁腦白質(zhì)變性的FA值與變性級別呈負(fù)相關(guān)性，隨級別增高而減小。

3 討 論

表1 研究組與對照組腦白質(zhì)ADC值比較

表2 研究組與對照組腦白質(zhì)FA值比較

表3 研究組腦白質(zhì)ADC值與變性級別spearman相關(guān)性

表4 研究組腦白質(zhì)FA值與變性級別spearman相關(guān)性

腦白質(zhì)變性概念最早由H a c h i n s k i于1 9 8 7年提出[7-8]，既往多用腦白質(zhì)疏松(Leukoaraiosis，LA)來表述這類病變，其影像學(xué)具體表現(xiàn)為CT或MR圖像上半卵圓中心、側(cè)腦室旁、皮層下等區(qū)域腦白質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)斑點狀、斑片狀、片狀異常密度或信號病灶，CT表現(xiàn)為低密度，MR T1WI表現(xiàn)為等或低信號，T2WI、FLAIR表現(xiàn)為高信號[9]。目前越來越多的國外研究表明維持性透析患者更易出現(xiàn)腦白質(zhì)變性及認(rèn)知障礙[1-3]，國內(nèi)少數(shù)研究也同樣證實這一點[4-5]。影像學(xué)早期發(fā)現(xiàn)維持性透析患者腦白質(zhì)變性，可為臨床早期介入ESRD患者的腦功能保護(hù)、提高ESRD患者生活質(zhì)量提供可靠的參考信息[10]。

既往多用常規(guī)MR平掃來診斷腦白質(zhì)變性。對于早期及輕度的維持性透析的患者，腦組織結(jié)構(gòu)的受損較為輕微，形態(tài)學(xué)上可能無明確的改變，常規(guī)的MR檢查往往不能顯示腦組織信號異常，敏感度較低。當(dāng)患者腦組織受損較為明顯時，常規(guī)MR檢查才可能在腦白質(zhì)區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)異常信號。近幾年來，超高場的MR掃描儀越來越廣泛的應(yīng)用到臨床中，彌散功能成像在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾患診斷中發(fā)揮著越來越重要的作用。DWI是目前在活體上進(jìn)行水分子彌散成像與定量測量的惟一方法，當(dāng)水分子布朗運(yùn)動被限制在一種介質(zhì)內(nèi)，DWI即可敏感的顯示出該區(qū)域的范圍，相應(yīng)的ADC值會發(fā)生明顯改變。DTI技術(shù)可測量水分子在介質(zhì)中彌散的強(qiáng)度和方向性，能反映腦白質(zhì)的微觀病理改變，白質(zhì)髓鞘及軸突細(xì)胞膜的完整性、神經(jīng)元纖維及軸突運(yùn)輸快慢，均會造成腦白質(zhì)FA值的改變，因此DTI對于透析后所引起的腦白質(zhì)微觀病理損傷更加敏感。

本組研究顯示ESRD患者雙側(cè)額頂枕葉白質(zhì)ADC值、雙側(cè)半卵圓中心、側(cè)腦室旁白質(zhì)FA值與對照組均存在統(tǒng)計學(xué)差異，提示額頂枕葉、半卵圓中心、側(cè)腦室旁可能是維持性透析患者腦白質(zhì)變性最好發(fā)的部位，其中額葉病變較為重要[11]，原因主要為：首先，額葉通過額葉-皮層下環(huán)路參與腦功能活動；其次額葉為端腦體積較大的腦葉之一，含有較豐富的皮層下投射纖維，接收同一側(cè)或經(jīng)過聯(lián)合纖維接收對側(cè)的神經(jīng)信息傳導(dǎo)；最后，額葉承擔(dān)著執(zhí)行、處理速度、長期記憶等重要的高級整合功能[12]，有學(xué)者研究認(rèn)為腦白質(zhì)變性導(dǎo)致的認(rèn)知障礙，以額葉受累最為嚴(yán)重[13]。本組研究結(jié)果顯示，運(yùn)用DWI或DTI可早期、敏感的發(fā)現(xiàn)ESRD患者額葉白質(zhì)微觀病理改變，為臨床較早干預(yù)治療提供有利的依據(jù)。

在評價腦組織受損程度時，既往國內(nèi)外常用方法為ARWMC分級標(biāo)準(zhǔn)、膽堿能通路白質(zhì)高信號評分量表(CHIPS)及Fazekas評分量表，三者對腦白質(zhì)變性的檢查及評估具有良好的一致性及協(xié)同性[14]。由于三者均是建立在常規(guī)MR平掃的基礎(chǔ)上，對影像圖像做出主觀、籠統(tǒng)、非數(shù)據(jù)化的判斷及分級，因而缺乏一定的客觀性。本組研究中ESRD患者各級別腦白質(zhì)變性好發(fā)區(qū)域的ADC、FA值之間存在統(tǒng)計學(xué)差異，并且與腦白質(zhì)變性的分級程度存在明顯的相關(guān)性，提示運(yùn)用彌散功能成像評估ESRD患者腦白質(zhì)變性的程度與既往ARWMC分級標(biāo)準(zhǔn)具有良好的一致性，并且較大程度避免了人為主觀因素，通過客觀、數(shù)據(jù)化的形式反映病變的級別差異。

本組研究中，ESRD患者顳葉、海馬區(qū)域腦白質(zhì)ADC值、FA值與對照組未見統(tǒng)計學(xué)差異，各級別之間也未見統(tǒng)計學(xué)差異，與同樣容易出現(xiàn)認(rèn)知障礙的阿爾茨海默病(Alzheimer disease，AD)患者有所不同，AD患者不僅易出現(xiàn)側(cè)腦室旁白質(zhì)變性，同時還可能存在顳葉的萎縮、變性[15]。本研究還提示當(dāng)ESRD患者額頂葉、半卵圓中心、側(cè)腦室旁等白質(zhì)變性級別增大時，基底節(jié)區(qū)、內(nèi)囊白質(zhì)隨之出現(xiàn)變性的幾率增大，以三級腦白質(zhì)變性患者為著。各腦白質(zhì)變性區(qū)域左右側(cè)未見統(tǒng)計學(xué)差異，與筆者前瞻性預(yù)測不符，筆者認(rèn)為可能與抽樣誤差有關(guān)，有待加大研究樣本量后進(jìn)一步證實。

本研究存在一定不足，主要體現(xiàn)在：(1)研究組樣本量偏小，仍需要在后續(xù)的研究中進(jìn)一步增加擴(kuò)充；(2)缺少對同一維持性透析患者的持續(xù)追蹤比較；(3)本研究主要針對彌散功能成像DWI及DTI對維持性透析患者腦白質(zhì)變性診斷及分級的評估價值，

圖1-3 女，33歲，腦白質(zhì)變性ARWMC一級。圖1FLAIR序列左額葉腦白質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)單發(fā)小點狀高信號，邊界清楚（白箭）；圖2病灶A(yù)DC值較周圍正常腦白質(zhì)增高（白箭）；圖3 病灶FA值較周圍正常腦白質(zhì)降低。圖4-6 男，54歲，腦白質(zhì)變性ARWMC二級。圖4 FLAIR序列雙側(cè)額頂葉腦白質(zhì)內(nèi)見多發(fā)大小不一斑點狀高信號，局部呈對稱分布，邊界清楚（白箭）；圖5各病灶A(yù)DC值均較周圍正常腦白質(zhì)增高（白箭）；圖6 各病灶FA值均較周圍正常腦白質(zhì)降低。圖7-9 男，68歲，腦白質(zhì)變性ARWMC三級。圖7 T2WI序列腦白質(zhì)雙側(cè)額頂葉、側(cè)腦室旁腦白質(zhì)內(nèi)可見多發(fā)斑片狀、片狀分布高信號，呈對稱分布，邊界局部欠清（白箭）；圖8 FLAIR序列腦白質(zhì)病變顯示較T2WI清晰，范圍較T2WI稍大（白箭）；圖9 各病灶A(yù)DC值均較周圍正常腦白質(zhì)增高（白箭）。

今后需進(jìn)一步運(yùn)用DWI及DTI技術(shù)，探討患者腦白質(zhì)變性與認(rèn)知障礙程度的相關(guān)性、腦白質(zhì)變性的獨(dú)立高危因素等。

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(本文編輯: 張嘉瑜)

The Evaluation Value of 3.0TMRI Diffusion Functional Imaging in Cerebral White Matter Degeneration with Maintenance Dialysis*

ZHU Gang-ming, LI Zhao-yong, QIN Da-xian, et al．, Department of Radiology, Tung Wah Hospital Affiliated Sun Yat-sen University, Dongguan 523013, Guangdong Province, China

ObjectiveTo investigate the expression and characteristics of maintenance dialysis patients with white matter degeneration by 3．0TMRI diffusion functional imaging, and to evaluate the value in the diagnosis and classification of them． Methods 108 cases of end-stage renal disease (ESRD) patients as study group, 34 cases of healthy persons as control group, they were respectively conventional MR, DWI and DTI examined．Study group according to age related white matter changes (ARWMC) grading standards were divided into three grades, control group and the grades between pairwise statistical comparisons were performed． Results Maintained dialysis patients with white matter degeneration ADC values increased, decreased FA． The bilateral frontal, top pillow leaf of all grades of the white matter degeneration of ADC values and control group there were significant difference (P＜0．05), between the grades of white matter degeneration ADC values also exist statistical difference (P＜0．05)． Three grades of white matter degeneration in bilateral basal ganglia ADC value and the control group, the first, secondary grades were existed statistical difference (P＜0．05); study group of bilateral centrum semiovale, periventricular all l grades of the white matter degeneration of FA values and control group were significant difference (P＜0．05), between the grades of degeneration of white matter FA values also were existed statistical difference (P＜0．05)． The third grade myelinopathy in bilateral anterior FA value was significant difference in the control group, the first, secondary grades (P＜0．05)． The ADC value of bilateral frontal lobe and occipital lobe of the study group was positively correlated with the level of degeneration． The FA value of the bilateral semi oval center and the white matter degeneration of the lateral ventricles were negatively correlated with the degeneration level． Conclusion Diffusion functional imaging can be objectively, sensitively reflected the characteristics and extent of white matter degeneration in maintenance dialysis patients．

Diffusion Functional Imaging; Dialysis; Cerebral White Matter

R445.2

A

2015年東莞市醫(yī)療衛(wèi)生科技計劃一般項目（立項編號：2015105101009）

10.3969/j.issn.1672-5131.2017.08.003

2017-07-11

朱剛明