梁 爽綜述，鐘維佳審校

(重慶醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院放射科，重慶 400010)

肝性腦病(hepatic encephalopathy， HE)是由急、慢性肝功能障礙或門—體分流引起的神經(jīng)精神綜合征，病情輕者可僅有輕微智力減退，進而發(fā)展為人格改變、意識錯亂、行為失常等嚴重神經(jīng)精神障礙，嚴重者可出現(xiàn)昏迷和死亡。HE神經(jīng)病變的主要病理生理學機制包括高氨血癥和神經(jīng)炎癥兩方面，均可致大腦灰白質(zhì)結(jié)構(gòu)及功能異常。近年來，MR功能成像技術(shù)飛速發(fā)展，可無創(chuàng)地顯示大腦結(jié)構(gòu)及代謝功能變化，從而為HE的診治和療效監(jiān)測提供客觀依據(jù)。本文對功能MRI在肝性腦病診治中的研究進展進行綜述。

1 常規(guī)MRI

常規(guī)MRI不僅可發(fā)現(xiàn)HE的部分基礎(chǔ)性疾病，如肝硬化、門—體分流等，還可發(fā)現(xiàn)HE患者腦組織信號異常改變。李廣鑒等[1]發(fā)現(xiàn)MRI聯(lián)合螺旋CT對診斷HE具有重要臨床價值。HE的MRI特征性表現(xiàn)為雙側(cè)基底核區(qū)對稱性短T1等T2信號，此類異常信號還可出現(xiàn)于內(nèi)囊[2]、皮質(zhì)下白質(zhì)[3]、中腦被蓋[4]、尾狀核[2-3]、黑質(zhì)或垂體(兒童多見)等區(qū)域。石彥斌等[5]對36例HE患者行顱腦MR掃描，發(fā)現(xiàn)HE患者如出現(xiàn)雙側(cè)蒼白球?qū)ΨQ性T1WI高信號并伴腦萎縮，即提示存在HE。出現(xiàn)T1WI高信號的具體機制目前尚不清楚，多數(shù)研究[6-7]認為是由于金屬錳沉積所致：慢性肝病患者的肝功能受到不同程度損害及側(cè)支循環(huán)的建立，導(dǎo)致錳經(jīng)膽道排泄減少而沉積于腦，形成對稱性T1WI高信號；采用驅(qū)錳治療后，部分T1WI高信號可降低或消失。

2 BOLD-fMRI

BOLD-fMRI是無創(chuàng)性活體腦功能成像技術(shù)，其信號具有較高的敏感度和空間特異度，可反映HE患者腦內(nèi)神經(jīng)元活動及腦功能區(qū)相互連接作用，以進一步解釋患者視覺、認知狀態(tài)、行為、工作記憶等精神方面的改變。

BOLD-fMRI用于HE患者主要有2種方法，即任務(wù)狀態(tài)下成像和靜息狀態(tài)下成像。?zel Cokun等[8]采用臨界閃爍頻率作為刺激任務(wù)，發(fā)現(xiàn)伴有輕微型肝性腦病(minimal hepatic encephalopathy， MHE)的肝硬化患者的臨界視覺閃爍頻率(critical flicker frequency， CFF)值較不伴MHE肝硬化患者顯著降低，且CFF值降低與疾病嚴重性及HE心理學評分(psychometric hepatic encephalopathy score， PHES)相關(guān)，提示CFF可作為PHES的輔助工具，有助于早期診斷MHE。Zhang等[9]利用經(jīng)典Stroop任務(wù)(色字一致性實驗)發(fā)現(xiàn)MHE患者前扣帶回—前額葉—頂葉—梭狀回腦注意網(wǎng)絡(luò)異常，使這些激活的腦功能區(qū)失去正常動態(tài)平衡，推測這可能是引起MHE患者注意控制障礙的神經(jīng)生理基礎(chǔ)。與基于任務(wù)態(tài)的fMRI比較，靜息態(tài)fMRI應(yīng)用更加廣泛，通過采集受檢者靜息狀態(tài)下神經(jīng)元的自發(fā)低頻活動信號而反映中樞神經(jīng)系統(tǒng)基礎(chǔ)狀態(tài)下的自發(fā)神經(jīng)活動。史勇躍等[10]利用局部一致性(regional homogeneity， ReHo)分析方法研究MHE患者靜息狀態(tài)下腦功能活動，發(fā)現(xiàn)試驗組雙側(cè)輔助運動區(qū)、內(nèi)側(cè)額上回及前扣帶回ReHo值較肝硬化組明顯降低，推測這一改變與MHE患者認知功能損傷相關(guān)。Zhong等[11]對照觀察14例MHE患者和14名健康志愿者，發(fā)現(xiàn)MHE組多個腦區(qū)的低頻振幅(amplitude of low frequency fluctuation， ALFF)和低頻振幅比率(fraction amplitude of low frequency fluctuation， fALFF)值降低，特別是右側(cè)楔前葉和雙側(cè)前額葉皮層，證實MHE患者在靜息態(tài)時存在腦活動異常，而ALFF值和fALFF值作為預(yù)測MHE的指標具有很高潛力。Qi等[12]發(fā)現(xiàn)MHE和顯性HE(overt hepatic encephalopathy， OHE)患者ALFF值降低的腦區(qū)主要位于默認模式網(wǎng)絡(luò)(default mode network， DMN)區(qū)域，且隨著DMN腦區(qū)持續(xù)損傷，后島葉皮質(zhì)呈代償作用。鐘毅欣等[13]發(fā)現(xiàn)OHE及MHE患者皮層與皮層下區(qū)域腦功能網(wǎng)絡(luò)連接異常，推測與HE患者的認知功能障礙有關(guān)。由此可見，靜息態(tài)BOLD-fMRI可發(fā)現(xiàn)早期HE患者腦功能神經(jīng)元活動及功能區(qū)連接異常，有助于早期診治HE。

3 DWI和DTI

DWI和DTI均為基于水分子布朗運動原理的成像方法。根據(jù)水分子在不同組織內(nèi)的擴散能力不同，DWI可測量腦組織內(nèi)水分子的相對運動程度，通過定量參數(shù)ADC值區(qū)分細胞毒性水腫與血管源性水腫[14]。DTI則是利用水分子各向異性擴散的原理進行定量成像，其中平均擴散率(mean diffusivity， MD)是水分子的整體擴散水平，反映該區(qū)域腦組織含水量的變化；FA為各向異性指標，反映腦白質(zhì)細微結(jié)構(gòu)的完整性[15]。

Sugimoto等[16]發(fā)現(xiàn)MHE患者額葉、頂葉等腦白質(zhì)區(qū)域ADC值顯著增加，提示可能存在細胞外間隙腦水腫，且ADC值與神經(jīng)心理測試評分呈正相關(guān)。Qi等[17]利用DTI對MHE患者和健康對照組進行研究，發(fā)現(xiàn)MHE患者后扣帶皮層/楔前葉到左側(cè)海馬回之間的連接通路MD值升高而FA值降低，印證了細胞外間隙水腫的理論；且該路徑的長度及神經(jīng)纖維數(shù)量無明顯減少，推測FA值降低是由于腦水腫導(dǎo)致的該區(qū)域軸突纖維密度降低所致，而腦纖維束并無明顯微結(jié)構(gòu)損傷。關(guān)于HE患者腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)是否發(fā)生損傷，目前觀點尚不一致，研究[18]表明，MHE患者接受肝移植后局部區(qū)域腦白質(zhì)水腫和部分認知功能逐漸恢復(fù)，經(jīng)治療的患者右側(cè)顳葉出現(xiàn)漸進性脫髓鞘改變，提示MHE經(jīng)歷了不同的腦白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化。李振芝等[19]的研究結(jié)果支持HE患者腦內(nèi)同時存在細胞外間隙水腫及細胞內(nèi)水腫，且局部腦白質(zhì)區(qū)域FA值降低提示白質(zhì)微結(jié)構(gòu)可能受到損害。此外，孔祥等[20]采用基于體素的DTI技術(shù)，發(fā)現(xiàn)從無明顯HE臨床癥狀的肝硬化患者至MHE患者部分腦區(qū)MD值逐漸增高，提示隨著疾病的進展，腦結(jié)構(gòu)變化更加顯著。

4 基于體素的形態(tài)學測量(voxel-based morphomeptry， VBM)

采用VBM方法可定量計算局部灰質(zhì)、白質(zhì)密度和體積改變，從而精準顯示腦組織形態(tài)學變化[21]。當前VBM方法已應(yīng)用于研究多種神經(jīng)退行性疾病，如癲癇、阿爾茲海默病、肝硬化及HE等，以發(fā)現(xiàn)大腦結(jié)構(gòu)改變。Iwasa等[22]分析肝硬化患者區(qū)域特異性灰質(zhì)或白質(zhì)變化，發(fā)現(xiàn)扣帶、楔前葉、顳葉等區(qū)域白質(zhì)體積減小，且其神經(jīng)心理測試結(jié)果與白質(zhì)體積變化相關(guān)。王晚千等[23]利用VBM技術(shù)發(fā)現(xiàn)MHE患者雙側(cè)丘腦體積增加，可能與其認知功能及情感調(diào)節(jié)改變相關(guān)；該研究還同時發(fā)現(xiàn)MHE患者雙側(cè)小腦后葉灰質(zhì)體積減小，推測與MHE患者神經(jīng)心理學測試能力下降密切相關(guān)。與皮質(zhì)體積相比，皮質(zhì)的完整性受關(guān)注較少。Montoliu等[24]認為分析皮層厚度可觀察MHE患者腦皮質(zhì)的完整性；Qi等[25]聯(lián)合使用VBM和基于纖維束示蹤的空間統(tǒng)計分析(tract-based spatial statistics， TBSS)評估MHE患者腦灰質(zhì)和白質(zhì)變化，發(fā)現(xiàn)灰質(zhì)體積減小伴隨大腦灰質(zhì)微結(jié)構(gòu)異常，且皮質(zhì)萎縮與白質(zhì)輕度腦水腫同時存在。VBM技術(shù)為監(jiān)測肝硬化向MHE及HE的發(fā)展變化過程提供了更加客觀、有效的影像學指標。

5 MRS

MRS是一種無創(chuàng)性檢測活體內(nèi)物質(zhì)代謝及生化物質(zhì)含量的檢查技術(shù)，其中1H-MRS的研究應(yīng)用最廣泛，可量化評估HE患者大腦特異性代謝物的變化。HE的MRS特征表現(xiàn)是谷氨酰胺復(fù)合物/肌酸升高，肌醇/肌酸及膽堿/肌酸降低，N-乙酰天冬門氨酸無明顯改變[26]。其病理生理機制如下：星形細胞中谷氨酸鹽與氨結(jié)合生成谷氨酰胺通路是氨解毒的主要途徑，HE患者腦內(nèi)氨濃度明顯升高，星形細胞內(nèi)谷氨酰胺合成隨之增加，導(dǎo)致細胞滲透壓失衡，星形細胞即通過排出肌醇及膽堿等，以代償此前升高的細胞滲透壓，而細胞外間隙的水分進入細胞內(nèi)引起細胞水腫[27]。黃天宇等[28]的研究結(jié)果表明，伴MHE的肝硬化組較單純肝硬化組的谷氨酸濃度升高，而肌醇及N-乙酰天冬門氨酸值的差異無統(tǒng)計學意義。1H-MRS對HE早期進展有一定診斷價值。李小寶等[29]對肝硬化患者及HE患者的基底核區(qū)行1H-MRS，發(fā)現(xiàn)基底核區(qū)谷氨酰胺復(fù)合物/肌醇比值可以提示肝硬化是否發(fā)展為MHE。鄔海博等[30]利用MRS比較亞臨床HE與肝硬化患者的特異性代謝物水平，發(fā)現(xiàn)前者腦內(nèi)肌醇及膽堿復(fù)合物明顯降低，而后者腦內(nèi)代謝產(chǎn)物變化不明顯，因此認為1H-MRS對臨床診斷早期HE患者錐體外系受損具有價值。以上研究均發(fā)現(xiàn)正常人、肝硬化及HE患者中N-乙酰天冬門氨酸/肌酸值無明顯差異，提示HE患者只存在膠質(zhì)細胞功能障礙，而并不存在神經(jīng)元及軸索損害及退化。

6 小結(jié)

近年來，不斷發(fā)展的功能MRI可以無創(chuàng)地顯示活體腦功能及代謝信息，對于早期發(fā)現(xiàn)HE患者腦功能神經(jīng)元活動及功能區(qū)連接異常、早期診治MHE和治療后監(jiān)測具有重要意義。MRI技術(shù)有望為早期發(fā)現(xiàn)MHE及HE的發(fā)生發(fā)展提供更加完善、準確的影像學指標。