陳曉婭，李詠梅，尹平，韓永良，付佳亮，向雅蕓

重慶醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院放射科，重慶 400016；*通訊作者 李詠梅lymzhang70@aliyun.com

多發(fā)性硬化（multiple sclerosis，MS）是中樞神經(jīng)系統(tǒng)最常見的脫髓鞘疾病，具有時間和空間多發(fā)性的特點[1]。視覺功能障礙是MS最常見的顱神經(jīng)損傷的臨床表現(xiàn)，大約50%的患者有不同程度的視力受損[2]。結(jié)合近來新興發(fā)展的技術，視覺傳導通路固定的解剖分段成為理想的研究模型[3]。其中視放射區(qū)域成為MS近年研究的熱點，且普遍認為MS的視放射區(qū)域存在損傷[4]；但是對MS是否伴有視力受損的情況下，其視放射區(qū)域損傷是否有差異較少有針對性研究。本研究應用磁共振擴散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）及擴散張量纖維束追蹤成像（diffusion tensor tracking，DTT）評估復發(fā)-緩解型多發(fā)性硬化（relapsing-remitting multiple sclerosis，RRMS）是否伴視力損傷的視放射區(qū)域損傷差異。

1 資料與方法

1.1 研究對象 2010年1月－2016年12月重慶醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科確診RRMS 34例，其中男9例，女25例；年齡17～53歲，平均（32.7±4.6）歲；單側(cè)視力受損10例，雙側(cè)視力受損11例，無視力受損13例；其中視覺功能檢查23例表現(xiàn)出P100潛伏期延長，提示視神經(jīng)通路電反應差。同時選取同期15例年齡、性別、受教育程度相匹配的健康志愿者（無視力受損、無顱內(nèi)病變）作為對照組，其中男 4例，女11例；年齡23～56歲，平均（30.4±4.2）歲。納入標準：①所有入選的 MS均符合 2016年版McDonald診斷標準。②RRMS伴視力損傷均有不同程度視力模糊、視野缺失、視力對比靈敏度下降及短暫性失明，所有受試者均為右利手。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準，所有受檢者及（或）家屬簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用GE Signa HDxt 3.0 T MR掃描儀。所有受檢者均使用 8通道相控陣標準頭部線圈。所有受檢者掃描序列及參數(shù)采用診斷組中心指定標準，常規(guī)掃描包括軸位T1WI、軸位T2WI和矢狀位液體衰減反轉(zhuǎn)恢復（fluid-attenuated inversion recovery，F(xiàn)LAIR）序列；軸位三維快速擾相梯度回波序列 3D T1WI（TR 8300 ms，TE 3.3 ms，翻轉(zhuǎn)角 12°，矩陣256×256，層厚1.0 mm）；軸位DTI數(shù)據(jù)采用單層激勵自旋回波平面回波成像（TR 1000 ms，TE 80.1 ms，視野24 cm×24 cm，激勵次數(shù)1，層厚4 mm，層數(shù)56層，層間距0，b值為1、1000 s/mm2，選擇30個不同擴散方向）。

1.3 數(shù)據(jù)處理

1.3.1 數(shù)據(jù)預處理 ①數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換：采用MRIcron軟件（http://www.nitrc.org/projects/mricron）將所有受試者原始DICOM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為NIFTI文件格式。②頭動及渦流校正：使用功能磁共振軟件庫（FSL，Version 5.0.8；http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl）軟件提供的功能擴散工具包進行頭動和渦流校正。③剝腦：使用FSL的腦剝離工具提取腦組織，除去多余頭皮、骨組織，在b0圖像上分割出蒙板，閾值為0.2。④采用FSL中DTIfit工具進行擴散指標提取，獲得部分各向異性（fraction anisotropy，F(xiàn)A）圖、平均擴散（mean diffusion，MD）圖，使用Diffusion Toolkit Version 0.6.3提取纖維圖。⑤配準：使用FSL中一步配準法將所有受試者空間擴散指標及纖維圖配準至蒙特利爾標準腦空間（montreal neurological institute，MNI）（圖1、2）。

圖1 女，36歲，健康對照者。T2-FLAIR圖示視輻射區(qū)未見異常信號影（A，箭頭）；彩色FA背景圖示其彩色纖維走行（B）；DTI配準后黑白FA圖可見其纖維骨架走行（C）

圖2 女，38歲，雙側(cè)視力受損MS。T2-FLAIR圖示視輻射區(qū)可見異常信號影（箭頭，A）；彩色FA背景圖示其彩色纖維走行信號（B）；DTI配準后的黑白FA圖示其纖維骨架走行（C）

1.3.2 DTT成像 使用 Trackvis Version 0.6.0.1在MNI標準空間勾畫感興趣區(qū)（ROI）存為統(tǒng)一蒙板，追蹤受試者雙側(cè)視放射FA值、表觀擴散系數(shù)（ADC）值、本征值（λ1、λ2及λ3值）。其中最大本征值λ1為軸向擴散，即 λ1=λ∥；而 λ⊥=（λ2＋λ3）/2，又稱橫向本征值（radial diffusivity，RD）。角度閾值為60°，F(xiàn)A閾值為 0.2。ROI的選擇：冠狀位雙側(cè)視放射勾畫ROI1，追蹤視放射纖維束，使用“not”功能去除雜亂的纖維束。在追蹤得出的視放射纖維束內(nèi)于側(cè)腦室后角后方雙側(cè)對稱性選定 ROI2，并取 3個層面的平均值，最終得出雙側(cè)視放射 FA值、ADC值、λ∥及 λ⊥值。ROI選取及勾畫由2名操作熟練、解剖熟悉的放射科主任醫(yī)師協(xié)商完成。

1.4 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 20.0軟件。各組測量的參數(shù)以±s表示，組內(nèi)樣本均數(shù)比較采用配對t檢驗，多組間樣本均數(shù)比較使用單因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD法，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 組內(nèi)參數(shù)比較 單側(cè)視力受損組患側(cè) FA值、λ∥值比健側(cè)明顯減低，差異有統(tǒng)計學意義（t=－2.44、－2.33，P＜0.05）。雙側(cè)視力受損組、無視力受損組及對照組各組內(nèi)雙側(cè)視放射區(qū)FA值、ADC值、λ∥及λ⊥值差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。見表1。

表1 各組組內(nèi)FA值、ADC值、λ∥及λ⊥比較（±s）

表1 各組組內(nèi)FA值、ADC值、λ∥及λ⊥比較（±s）

注：與本組對側(cè)比較，*P＜0.05

單側(cè)視力受損組（n=10）健側(cè) 0.48±0.09 0.82±0.12 1.29±0.21 0.58±0.09右側(cè) 0.39±0.06 0.84±0.12 1.21±0.21 0.63±0.04無視力受損組（n=13）左側(cè) 0.50±0.09 0.82±0.07 1.32±0.17 0.57±0.08右側(cè) 0.54±0.05 0.76±0.02 1.29±0.12 0.49±0.05

2.2 組間參數(shù)比較 與對照組比較，單側(cè)視力受損組、雙側(cè)視力受損組及無視力受損組FA值明顯減低，λ⊥值明顯升高，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；雙側(cè)視力受損組的ADC值與對照組相比明顯升高，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；單側(cè)視力受損組及無視力受損組ADC值與對照組比較差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。而3組的λ∥值與對照組比較差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。雙側(cè)視力受損組FA值較單側(cè)視力受損組、無視力受損組明顯減低，ADC值、λ⊥值均較單側(cè)視力受損組、無視力受損組及對照組明顯增高，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；單側(cè)視力受損組FA值較無視力受損組明顯減低，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；而ADC值、λ⊥值與無視力受損組相比差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。見表2。

表2 各組FA值、ADC值、λ∥及λ⊥組間比較（±s）

表2 各組FA值、ADC值、λ∥及λ⊥組間比較（±s）

注：與對照組比較，*P＜0.05；與雙側(cè)視力受損組比較，#P＜0.05；與無視力受損組比較，△P＜0.05

單側(cè)視力受損組 20 0.45±0.08*#△ 0.80±0.10# 1.23±0.12 0.58±0.07*#無視力受損組 26 0.49±0.08*# 0.81±0.09# 1.30±0.17 0.57±0.09*#

3 討論

3.1 DTI的運用 DTI是一種非侵入性成像技術，可以通過描述FA值、ADC值、λ∥、λ⊥等組織擴散特性的DTI參數(shù)來描述組織的病理變化。同時，DTI可以通過FA背景圖的顏色信號變化直接判斷纖維的斷裂和松動，因此，在某種程度上DTI參數(shù)值是臨床量化的敏感指標，具有廣泛的臨床應用價值[5-6]。FA值反映水分子擴散方向，而ADC值則表示水在組織內(nèi)的擴散能力和速度。Chen等[7]研究認為FA值減低、ADC值升高均從不同方面提示腦白質(zhì)區(qū)域存在明顯脫髓鞘，包括軸索細胞完整性的丟失、軸索密度的減低及纖維束連貫性的中斷，導致水分子擴散加快。除此之外的DTI參數(shù)分析包括λ∥及λ⊥，Onu等[8]認為λ∥與軸突損傷有關，而λ⊥則與髓鞘的分解有關，上述參數(shù)可用來進一步輔助分析腦白質(zhì)軸索和髓鞘的精細解剖結(jié)構(gòu)。

MS是一類常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)自身免疫性疾病，視覺功能障礙是其常見的臨床表現(xiàn)，既往研究普遍認為MS患者視放射區(qū)存在損傷，但是未對其進一步闡述[4]。不同的MS患者視覺功能損傷情況有所不同，其視放射區(qū)改變是否也有差異尚未明確。本研究針對MS在不同的臨床癥狀下，即是否伴有視力功能障礙，借助DTI敏感指標探討其視放射區(qū)損傷情況是否有差異。

3.2 RRMS組內(nèi)視放射區(qū)DTI參數(shù)FA值、ADC值、λ∥及λ⊥結(jié)果分析 Klistorner等[9]報道MS存在視神經(jīng)炎的同側(cè)跨突觸損傷傳導，同側(cè)視放射區(qū)有明顯損傷。本研究發(fā)現(xiàn)單側(cè)視力受損組內(nèi)，患側(cè)FA值比健側(cè)明顯減低（P＜0.05），提示單側(cè)視力受損組患側(cè)的脫髓鞘程度比健側(cè)明顯；而患側(cè)λ∥值較健側(cè)明顯減低（P＜0.05），提示患側(cè)軸突損傷更嚴重，表明單側(cè)視力受損MS患者同側(cè)的視放射區(qū)脫髓鞘、軸突損傷變性較健側(cè)更嚴重。

張小輝等[10]報道MS雙側(cè)視放射區(qū)比較未發(fā)現(xiàn)明顯差異，本研究發(fā)現(xiàn)雙側(cè)視力受損組、無視力受損組的雙側(cè)視放射區(qū)的FA值、ADC值、λ∥及λ⊥值組內(nèi)對比同樣未發(fā)現(xiàn)明顯異常（P＞0.05）。結(jié)合該兩組視放射區(qū)部分參數(shù)與對照組相比有明顯損傷的結(jié)果分析，提示RRMS雙側(cè)視力受損組、無視力受損組患者的左、右放射區(qū)域損傷程度相似。

3.3 RRMS組間視放射區(qū)FA值、ADC值、λ∥及λ⊥結(jié)果分析 本研究發(fā)現(xiàn)，與對照組比較，RRMS單側(cè)視力受損組、雙側(cè)視力受損組及無視力受損組視放射區(qū)FA值均明顯減低（P＜0.05），提示3組視放射區(qū)可能均存在脫髓鞘改變。該結(jié)果與Yamada等[11]報道MS視放射區(qū)普遍存在損傷的結(jié)果一致。本研究發(fā)現(xiàn)RRMS單側(cè)視力受損組、雙側(cè)視力受損組、無視力受損組的損傷程度呈階梯式改變，雙側(cè)視力受損組的FA值下降程度最大，其次分別為單側(cè)視力受損組、無視力受損組。這與Takemura等[12]研究報道MS視放射區(qū)的損傷程度可能與單、雙側(cè)視力受損具有相關性相似。3組MS雙側(cè)視放射FA值呈逐漸下降改變，提示雙側(cè)視力受損MS視放射區(qū)損傷程度最重，其次為單側(cè)視力受損MS及無視力受損MS，但這一結(jié)論仍需大量研究進一步證實。

本研究結(jié)果提示雙側(cè)視力損傷組的ADC值、λ⊥值改變均比單側(cè)視力受損組、無視力受損組表現(xiàn)更為明顯（P＜0.05）。雙側(cè)視力受損組FA值、ADC值、λ⊥值的改變均提示該組視放射區(qū)的損傷程度最為明顯。而單側(cè)視力受損組的FA值改變比無視力受損組改變更明顯，提示單側(cè)視力受損組的損傷程度較無視力受損組嚴重。本研究發(fā)現(xiàn)無視力受損組與對照組相比，F(xiàn)A值有顯著差異（P＜0.05），表明無視力受損組的視放射區(qū)可能同樣存在脫髓鞘改變，但并未引起臨床癥狀。這些可能需要與視網(wǎng)膜神經(jīng)細胞層、視神經(jīng)、視束及視覺皮層等其他視傳導通路組成等結(jié)合起來綜合分析[13]。

Kolbe等[14]研究認為DTI參數(shù)λ∥值與神經(jīng)膠質(zhì)細胞軸突退化有關，而λ⊥值與神經(jīng)膠質(zhì)細胞的髓鞘脫失、水腫及增生有關。本研究發(fā)現(xiàn)雙側(cè)視力受損組λ⊥值有改變，提示MS雙側(cè)視力受損組視放射區(qū)的髓鞘脫失、水腫及增生較明顯。而MS 3組λ∥值未發(fā)現(xiàn)明顯改變，可能與納入樣本量較少有關。而Rocca等[3]認為分析λ∥值和λ⊥值時要根據(jù)疾病的本身發(fā)展和內(nèi)在機制綜合分析，λ∥值和λ⊥值不穩(wěn)定可能是因為存在急性病變，根據(jù)潛在的病理機制和相互作用而產(chǎn)生不同的改變。這些因素均需要在以后的研究中進一步探討。

總之，運用DTI敏感參數(shù)探討雙側(cè)視力受損MS、單側(cè)視力受損MS及無視力受損MS，結(jié)果顯示出不同MS視放射區(qū)改變存在差異，上述結(jié)果提示在視力損傷不同的情況下，視放射區(qū)損傷程度不一致。在后續(xù)研究中，可以采用大樣本縱向研究，進一步探討在不同視覺功能障礙情況下，MS視放射區(qū)損傷程度與臨床表現(xiàn)的相關性。

[1]Al-Afasy HH, Al-Obaidan MA, Al-Ansari YA, et al. Risk factors for multiple sclerosis in Kuwait: a population-based case-control study. Neuroepidemiology, 2013, 40(1): 30-35.

[2]Balcer LJ. Clinical practice. Optic neuritis. N Engl J Med,2006, 354(12): 1273-1280.

[3]Rocca MA, Mesaros S, Preziosa P, et al. Wallerian and transsynaptic degeneration contribute to optic radiation damage in multiple sclerosis: a diffusion tensor MRI study. Mult Scler,2013, 19(12): 1610-1617.

[4]Chen J, Zhou C, Zhu L, et al. Magnetic resonance diffusion tensor imaging for occult lesion detection in multiple sclerosis. Exp Ther Med, 2017, 13(1): 91-96.

[5]劉秀香, 高思佳, 袁逍, 等. 3.0T MR擴散張量成像在脊髓型頸椎病診斷中的應用. 中國醫(yī)學影像學雜志, 2011,19(8): 569-574.

[6]姜亮, 孫軍, 劉文, 等. 3.0T擴散張量成像定量參數(shù)在腦膠質(zhì)瘤分級中的應用. 中國醫(yī)學影像學雜志, 2015, 23(4):250-254, 259.

[7]Chen J, Zhu L, Li H, et al. Diffusion tensor imaging of occult injury of optic radiation following optic neuritis in multiple sclerosis. Exp Ther Med, 2016, 12(4): 2505-2510.

[8]Onu M, Roceanu A, Sboto-Frankenstein U, et al. Diffusion abnormality maps in demyelinating disease: correlations with clinical scores. Eur J Radiol, 2012, 81(3): E386-E391.

[9]Klistorner A, Sriram P, Vootakuru N, et al. Axonal loss of retinal neurons in multiple sclerosis associated with optic radiation lesions. Neurology, 2014, 82(24): 2165-2172.

[10]張小輝, 李詠梅, 曾春, 等. 復發(fā)-緩解型多發(fā)性硬化患者及復發(fā)型視神經(jīng)脊髓炎患者雙側(cè)視放射的擴散張量成像研究. 磁共振成像, 2015, 6(5): 333-338.

[11]Yamada H, Yamamoto A, Okada T, et al. Diffusion tensor imaging analysis of optic radiation using readout-segmented echo-planar imaging. Surg Radiol Anat, 2014, 36(10): 973-980.

[12]Takemura MY, Hori M, Yokoyama K, et al. Alterations of the optic pathway between unilateral and bilateral optic nerve damage in multiple sclerosis as revealed by the combined use of advanced diffusion kurtosis imaging and visual evoked potentials. Magn Reson Imaging, 2017, 39: 24-30.

[13]Kolbe SC, Marriott M, Van Der Walt AA, et al. Diffusion tensor imaging correlates of visual impairment in multiple sclerosis and chronic optic neuritis. Invest Ophthalmol Vis Sci, 2012, 53(2): 825-832.

[14]Kolbe S, Bajraszewski C, Chapman C, et al. Diffusion tensor imaging of the optic radiations after optic neuritis. Hum Brain Mapp, 2012, 33(9): 2047-2061.