史航，郭鵬德，閆曉玲，周劍

非動(dòng)脈炎性前部缺血性視神經(jīng)病變（nonanterior ischemic optic neuropathy，NAION）是涉及到視神經(jīng)損傷的神經(jīng)退行性疾病，視神經(jīng)疾病常用的評(píng)估方法包括視野檢查、光學(xué)相干斷層掃描（optical coherence tomography，OCT）、光學(xué)相干斷層掃描血管成像（optical coherence tomography angiography，OCTA）、熒光素眼底血管造影（fluorescein fundus angiograp，F(xiàn)FA）、視覺誘發(fā)電位（visual evoked potentials，VEP）、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像、正電子發(fā)射斷層成像等[1]。上述檢查方法在監(jiān)測(cè)視神經(jīng)疾病變化的生物學(xué)參數(shù)的定量分析方面存在不足，且費(fèi)用較高。血氧水平依賴功能磁共振成像（blood oxygen level dependent-functional magnetic resonance imaging，BOLD-fMRI）在降低成本的同時(shí)對(duì)人體損害較小，可以實(shí)時(shí)反映大腦功能狀態(tài)的神經(jīng)影像學(xué)檢查技術(shù)，反映大腦皮質(zhì)活動(dòng)的信息。功能核磁可分為靜息態(tài)和任務(wù)態(tài)fMRI。fMRI 在特定任務(wù)刺激下可應(yīng)用于大腦中運(yùn)動(dòng)語言、及感覺等的功能定位。靜息態(tài)fMRI 是患者處于平靜狀態(tài)，不思考任何問題，不接受外來刺激，平臥閉目，身心放松，并保持清醒狀態(tài)時(shí)的fMRI，主要分析靜息狀態(tài)下自主活動(dòng)的腦功能區(qū)[2]。大腦低頻振幅（amplitude of low frequency fluctuation，ALFF）值是計(jì)算0.01～0.08 Hz頻率范圍內(nèi)各體素峰值的平均值來描述該體素的自發(fā)神經(jīng)活動(dòng)的強(qiáng)弱[3]。靜息狀態(tài)下從能量的角度來反映各體素自發(fā)活動(dòng)水平的高低。ALFF 值增高說明神經(jīng)元活動(dòng)增強(qiáng)，ALFF 值減低說明神經(jīng)元活動(dòng)降低。靜息態(tài)fMRI 在視神經(jīng)病變中的應(yīng)用鮮見報(bào)道。本研究利用靜息態(tài)fMRI 分別對(duì)2 組受試者進(jìn)行全腦功能分析，探討NAION 患者BOLD-fMRI的變化特征。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

納入2018年1月—2019年1月就診于北京中醫(yī)藥大學(xué)東方醫(yī)院眼科的NAION 患者20 例作為觀察組。同時(shí)納入20例性別、年齡相匹配的同醫(yī)院同時(shí)期體檢的健康人作為對(duì)照組。觀察組20 例（20 只眼），其中男性9例（9只眼），女性11例（11只眼），平均年齡（50.00±8.71）歲；對(duì)照組20 例（20 只眼），其中男性11例（11只眼），女性9例（9只眼），平均年齡（50.60±7.87）歲。2 組患者一般資料比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。本研究遵守《赫爾辛基宣言》，并經(jīng)過醫(yī)院倫理委員會(huì)評(píng)審?fù)ㄟ^，已獲得患者知情同意（倫理審核號(hào)：JDF-IRB-2017030202）。

1.2 診斷標(biāo)準(zhǔn)

（1）突然發(fā)現(xiàn)無痛性視力下降或視野缺損；（2）視野表現(xiàn)為與生理盲點(diǎn)相連的弓形缺損，多數(shù)位于鼻側(cè)及以下；（3）彌漫性視盤水腫；（4）存在相對(duì)性傳入性瞳孔阻滯或視覺誘發(fā)電位異常；（5）存在眼局部或系統(tǒng)性危險(xiǎn)因素；（6）其他類型的視神經(jīng)病變[4]。

1.3 納入標(biāo)準(zhǔn)

（1）符合NAION 診斷標(biāo)準(zhǔn)；（2）年齡范圍在18～75 歲；（3）自愿參加本研究并簽署知情同意書；（4）能完成核磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）檢查。

1.4 排除標(biāo)準(zhǔn)

（1）因其他疾病導(dǎo)致的視神經(jīng)病變患者；（2）肝、腎、心功能異常者。

1.5 研究方法

所有對(duì)象入組后，由同一位放射科技師進(jìn)行fMRI 檢查，選用靜息態(tài)fMRI 的數(shù)據(jù)處理軟件（data processing assistant for resting-state fMRI，DPARSF）進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及分析，將影像工作站導(dǎo)出的原始圖像格式轉(zhuǎn)換為軟件可識(shí)別的NIfTI文件，將處理后的數(shù)據(jù)在傳統(tǒng)頻段（0.01～0.08 Hz）上計(jì)算ALFF 指標(biāo)。將各體素的ALFF 信號(hào)值除以全腦體素的ALFF 平均值以減少誤差，得到有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的腦區(qū)，定位其具體解剖位置后得到相關(guān)圖像，計(jì)算峰值T，圖像中用藍(lán)綠色表示觀察組ALFF 值降低，紅黃色表示觀察組ALFF 值增加，以此來比較NAION 患者和健康人有差異腦區(qū)的峰值T 及ALFF 值變化，峰值T 為正值表示ALFF 值升高，峰值T 為負(fù)值表示ALFF 值降低。ALFF 值升高說明該腦區(qū)功能活動(dòng)增強(qiáng)，ALFF值減低說明該腦區(qū)功能活動(dòng)減弱。

1.6 觀察指標(biāo)及檢測(cè)方法

ALFF：采用磁共振掃描儀（德國飛利浦公司，Achieva 3.0T）行頭顱fMRI 檢查，相控陣頭線圈，BOLD-fMRI選擇單次激發(fā)平面回波成像（echo planar imaging，EPI）序列，參數(shù)設(shè)置：TR/TE=3000 ms/30 ms，F(xiàn)OV 240 mm×240 mm，F(xiàn)A 90°，NEX 1 次，矩陣 256×256，ST 3 mm，SP 0 mm。

1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 20.0對(duì)一般資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料以率（%）表示，采用χ2檢驗(yàn)。當(dāng)P<0.05，認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。ALFF指標(biāo)以統(tǒng)計(jì)描述方式進(jìn)行敘述。

2 結(jié)果

2.1 2組初級(jí)視覺皮層、右腦島、額中回ALFF比較

與對(duì)照組比較，觀察組初級(jí)視覺皮層（即布羅德曼17 區(qū)）、右腦島、額中回區(qū)域的峰值T 為負(fù)值，表明ALFF降低（表1、圖1）。

圖1 觀察組ALFF值較對(duì)照組降低的腦區(qū)

表1 觀察組ALFF值降低腦區(qū)統(tǒng)計(jì)

2.2 2 組腦橋、舌狀回、楔前葉、中央旁小葉區(qū)域ALFF比較

與對(duì)照組比較，觀察組腦橋、舌狀回、楔前葉、中央旁小葉區(qū)域的峰值T 為正值，表明ALFF 增加（圖2、表2）。

圖2 觀察組ALFF值較對(duì)照組增加的腦區(qū)

表2 觀察組ALFF值增加腦區(qū)統(tǒng)計(jì)

3 討論

NAION 是繼青光眼后第二種常見的視神經(jīng)病變，在美國發(fā)病率約為（2.3～10.2）/100,000[5]，在美國每年大約有6,000名新發(fā)病例[6]，表明NAION 的發(fā)病率較高，有相當(dāng)部分患者病變累及雙眼。鑒于其對(duì)視力的嚴(yán)重影響，對(duì)其研究具有重要意義。有研究[7]發(fā)現(xiàn)fMRI在視神經(jīng)疾病的發(fā)病機(jī)制及早期診斷等方面有重要的意義。作為較為成熟的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，通過與視神經(jīng)疾病學(xué)科的交叉，希望對(duì)視神經(jīng)疾病的診斷和治療提供很好的依據(jù)。

BOLD-fMRI 是基于脫氧血紅蛋白的磁敏感效應(yīng)的MRI 技術(shù)。其原理是氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白的磁化率不同[8]。MRI 系統(tǒng)采集的圖像可以顯示激活腦區(qū)信號(hào)強(qiáng)度的增加，從而獲得激活腦區(qū)的fMRI圖[2]。

人類視覺處理是按照層次化處理模式進(jìn)行的。視覺認(rèn)知從視網(wǎng)膜開始，經(jīng)過外側(cè)膝狀體核，投射到視覺皮層，然后輻射到大腦皮層，具有進(jìn)一步的加工功能[9]。近十年來，BOLD-fMRI 已被用于精確定位和顯示活體人腦的視覺皮層V1～V5。同時(shí)，也證實(shí)了右大腦半球是視皮層的優(yōu)勢(shì)半球。V1 區(qū)負(fù)責(zé)處理視覺刺激信息，是參與知覺組織活動(dòng)的最簡(jiǎn)單和最早的神經(jīng)基礎(chǔ)。功能定義的V1 區(qū)即布羅德曼17 區(qū)，可接收來自外側(cè)膝狀體的纖維，并終止于灰質(zhì)皮質(zhì)的第四層。V2 區(qū)是視皮層的第二主視區(qū)和視覺接觸區(qū)的第1 站，可接收來自V1 的前饋連接，并將其發(fā)送到V3～V5 區(qū)域。V3 區(qū)接收來自V1和V2 區(qū)域的信號(hào)輸入，并投射到后頂葉皮質(zhì)。V4區(qū)位于V2區(qū)前方，顳下回后部皮質(zhì)后方，V4區(qū)接收V2區(qū)輸入的前饋信息，并將其輸出到顳后下回皮質(zhì)的連接處。V5區(qū)負(fù)責(zé)處理復(fù)雜的視覺運(yùn)動(dòng)刺激，并將局部視覺信號(hào)整合到物體復(fù)雜的整體運(yùn)動(dòng)中。其他大腦區(qū)域在不同的任務(wù)中發(fā)揮作用。例如，動(dòng)能軌道區(qū)域主要感知和處理運(yùn)動(dòng)物體的邊緣信息，而額葉視野負(fù)責(zé)眼球運(yùn)動(dòng)和注意力轉(zhuǎn)移[10]。NAION是指視神經(jīng)的營養(yǎng)血管發(fā)生循環(huán)障礙引起的急性視神經(jīng)和視網(wǎng)膜損害及繼發(fā)視功能損害的一類疾病[11]。祁佩紅[12]采用BOLD-fMRI 技術(shù)來探索NAION發(fā)生時(shí)大腦視皮層的變化，發(fā)現(xiàn)NAION患者大腦雙側(cè)視皮層激活范圍明顯減小，且右眼視皮層激活范圍減小更明顯，原因可能與正常人大腦視皮層多表現(xiàn)為右側(cè)優(yōu)勢(shì)有關(guān)，當(dāng)發(fā)生病變時(shí)以優(yōu)勢(shì)側(cè)減少為主，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)NAION 患者大腦視皮層出現(xiàn)異常激活區(qū)，該激活區(qū)的出現(xiàn)可能是大腦視皮層的一種適應(yīng)性代償。因此，在臨床檢查中可利用BOLD-fMRI 技術(shù)檢測(cè)患者大腦視皮層的變化情況，對(duì)NAION 患者進(jìn)行早期診斷，為后續(xù)的治療提供影像學(xué)依據(jù)。

靜息fMRI 研究靜息狀態(tài)下自主活動(dòng)的大腦功能區(qū)，即默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)（default mode network，DMN）。DMN 主要包括集中于內(nèi)側(cè)前額葉皮層的前部子網(wǎng)絡(luò)，和集中于后部扣帶回和楔前葉皮層的后部子網(wǎng)絡(luò)，主要腦區(qū)由前額葉皮層內(nèi)側(cè)，頂葉皮層內(nèi)側(cè)，楔前葉，外側(cè)顳頂葉皮層，海馬旁回和海馬組成[13]。DMN 活動(dòng)與許多大腦功能呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，例如視覺、聽覺和軀體感覺等。ALFF 算法是一種fMRI的分析技術(shù)，根據(jù)傅里葉變換計(jì)算大腦中每個(gè)體素的ALFF，并使用特定范圍內(nèi)的平均振幅來描述體素自發(fā)活動(dòng)的強(qiáng)度，體現(xiàn)了靜息狀態(tài)時(shí)局部自發(fā)性腦活動(dòng)的強(qiáng)度和人腦內(nèi)源性活動(dòng)的神經(jīng)生理過程[14]。ALFF 測(cè)量方法是反映自發(fā)性神經(jīng)活動(dòng)強(qiáng)度的有價(jià)值的參數(shù)[15]。LIU Z 等[16]發(fā)現(xiàn)，青光眼患者右側(cè)額葉內(nèi)側(cè)回的異?；顒?dòng)。HUANG X 等[17]發(fā)現(xiàn)，視神經(jīng)炎患者在額葉內(nèi)側(cè)回、前帶扣回ALFF 值較低，表明視神經(jīng)炎可能導(dǎo)致DMN 受損。此外，楔前葉在DMN活動(dòng)中起著關(guān)鍵的作用。1 項(xiàng)在健康受試者中進(jìn)行的fMRI 研究[18]表明，楔前葉在一系列高度整合的任務(wù)中發(fā)揮著核心作用，包括視覺空間意象，空間意識(shí)和認(rèn)知。1 項(xiàng)對(duì)于晚期原發(fā)性開角型青光眼患者的研究報(bào)告楔前葉活動(dòng)顯著增加[19]。有報(bào)道[20]稱，楔前葉后扣帶區(qū)與左側(cè)下頂葉之間存在強(qiáng)烈的DMN相互作用。

本研究發(fā)現(xiàn)NAION 患者楔前葉活動(dòng)較對(duì)照組明顯增加，表明NAION 患者的DMN 發(fā)生改變。另外，前額葉中間皮層也是DMN 的子系統(tǒng)，本研究觀察到NAION患者的雙側(cè)額中回的ALFF值低于對(duì)照組。這一發(fā)現(xiàn)表明，NAION 分發(fā)生可能會(huì)對(duì)額回中有實(shí)質(zhì)性的損害，DMN 功能異常。綜上所述，NAION 可能會(huì)引起大腦功能網(wǎng)絡(luò)的異常，當(dāng)前結(jié)果提供了潛在的重要信息，提升了臨床醫(yī)生對(duì)NAION的內(nèi)在神經(jīng)機(jī)制的認(rèn)知。作為fMRI 的重要特征之一，ALFF 提供了諸多信息有助于理解與NAION 相關(guān)的功能重組。將大腦作為一個(gè)整體進(jìn)行檢查，而非單獨(dú)檢測(cè)單個(gè)區(qū)域，由此認(rèn)識(shí)到一個(gè)區(qū)域的損傷可能導(dǎo)致其他大腦區(qū)域功能障礙。

本研究結(jié)果證實(shí)NAION 患者初級(jí)視覺皮層區(qū)、右腦島、額中回區(qū)域功能明顯下降，楔前葉等其他腦區(qū)功能活動(dòng)增強(qiáng)，DMN 功能障礙，這可能利于NAION的早期診斷。