單春輝，暴云鋒，柳溪，孫吉林

作者單位：

河北省人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，石家莊050051

局灶性皮質(zhì)發(fā)育不良(forcal cortical dysplasias，F(xiàn)CD)是人類腦部發(fā)育疾病中的一個(gè)重要類型，是藥物難治性癲癇的主要原因之一[1]，F(xiàn)CD的形成原因及病理機(jī)制尚不清楚，目前有關(guān)其活體皮質(zhì)區(qū)和白質(zhì)區(qū)的對(duì)比研究較少。手術(shù)切除是FCD最有效的治療手段，其定位主要依靠磁共振成像檢查，但部分病灶會(huì)呈MRI陰性表現(xiàn)，影響術(shù)前評(píng)估[2]。擴(kuò)散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)技術(shù)可以通過(guò)測(cè)量組織內(nèi)水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)能力及來(lái)間接反映微觀結(jié)構(gòu)，是目前唯一能進(jìn)行活體無(wú)創(chuàng)性研究白質(zhì)纖維的新興技術(shù)[3]。有關(guān)DTI技術(shù)對(duì)顳葉FCD的文獻(xiàn)報(bào)道較少且不全面，本研究通過(guò)回顧性分析45例顳葉FCD患者的DTI與MRI圖像，探討DTI的部分各向異性參數(shù)(fraction anisotropy，F(xiàn)A)及表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)在FCD皮質(zhì)區(qū)及白質(zhì)區(qū)病變的評(píng)估價(jià)值及診斷意義。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象

收集自2012年3月至2017年9月在我院醫(yī)學(xué)影像科就診，行 3.0 T頭顱MRI及DTI檢查的癲癇患者45例，健康對(duì)照者45名。其中癲癇患者男性28例，女性17例，年齡2～50歲，平均年齡(31.7±8.7)歲，病史2～13年，平均(4.8±2.2)年。健康對(duì)照組男性19名，女性26名，年齡2～50歲，平均年齡(30.1±7.7)歲。

病例入選標(biāo)準(zhǔn)：①臨床表現(xiàn)：反復(fù)癲癇發(fā)作，藥物治療效果欠佳；②我院功能神經(jīng)外科行手術(shù)治療，術(shù)后病理證實(shí)為顳葉FCD；③除海馬硬化外，不具有腦腫瘤、腦血管病、顱內(nèi)感染、顱內(nèi)寄生蟲(chóng)及其他腦部發(fā)育畸形等影像表現(xiàn)；④為避免其他組織的誤差影響，在FCDⅢ型中僅入選FCDⅢa進(jìn)行研究，并在測(cè)量時(shí)將海馬組織摒除。臨床資料均由住院病歷中取得。健康對(duì)照入選標(biāo)準(zhǔn)：①體格檢查及MRI平掃無(wú)明顯異常；②年齡及性別與病例完全相符。

1.2 儀器設(shè)備

美國(guó)GE公司生產(chǎn)的Signa Excite 3.0 T HDxt雙梯度磁共振設(shè)備，8通道頭部正交線圈，GE ADW4.6 專用處理工作站。

1.3 掃描方法及技術(shù)參數(shù)

包括頭顱常規(guī)平掃及DTI掃描，并視情況添加海馬像平掃。常規(guī)平掃采用快速自旋回波序列(fast spin-echo，F(xiàn)SE)進(jìn)行頭顱軸位T2WI、T1 FLAIR、T2 FLAIR及矢狀T1WI掃描；DTI軸位掃描層面與常規(guī)平掃一致，使用擴(kuò)散加權(quán)單次激發(fā)自選回波(spin echo，SE)及平面回波(echo planar imaging，EPI)序列，在25個(gè)方向施加擴(kuò)散梯度；海馬像采用兩種序列進(jìn)行斜冠狀掃描。

DTI掃描技術(shù)參數(shù)如下：TR=8000 ms，TE=88.0 ms，掃描野為24 cm×24 cm，掃描矩陣=128×130，層厚=5.0 mm，層間距=0，NEX=1.0，Diffusion Direction為25個(gè)方向，b=1000 s/mm2，掃描時(shí)間=3 min 36 s。

1.4 DTI后處理及診斷分析

將DTI掃描圖像傳入GE ADW4.6工作站首先進(jìn)行頭顱運(yùn)動(dòng)偽影矯正，再行測(cè)量分析。具體做法為：入組FCD患者的圖像，以手術(shù)切除部位為定位基礎(chǔ)，取顳葉病變最典型層面，于病變處相應(yīng)位置(皮質(zhì)組測(cè)量皮質(zhì)病灶區(qū)、白質(zhì)組測(cè)量白質(zhì)病灶區(qū)、灰白質(zhì)分界不清時(shí)以病理切片顯示結(jié)構(gòu)為指導(dǎo))放置感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，之后應(yīng)用軟件“對(duì)稱鏡像”功能，在對(duì)側(cè)部位相近區(qū)域放置相應(yīng)相同的ROI (圖1～2)，取得兩側(cè)的ADC值及FA值；對(duì)照組取與患者病變同側(cè)且位置相近的區(qū)域以同樣方法進(jìn)行測(cè)量。為避免主觀誤差，該方法在常規(guī)人工ROI技術(shù)基礎(chǔ)[4]上做出如下改進(jìn)：ROI面積減小至為18 mm2，ROI內(nèi)不含其他無(wú)關(guān)成分，分別對(duì)顳葉FCD病灶典型層面皮質(zhì)區(qū)和白質(zhì)區(qū)進(jìn)行3次測(cè)量以具備普遍性，所得數(shù)據(jù)取平均值，數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

表1 入組FCD分型Tab.1 FCD type of entry group

表2 FCD診斷陽(yáng)性表現(xiàn)情況Tab.2 Positive manifestation of FCD diagnosis

表3 FA及ADC值Perason相關(guān)性檢驗(yàn)Tab.3 FA and ADC value Perason correlation test

表4 不同類型FCD的FA及ADC值Duncan檢驗(yàn)Tab.4 FA and ADC value Duncan test for different types of FCD

以上述方法測(cè)量所有入組FCD患者的皮質(zhì)區(qū)及白質(zhì)區(qū)的FA、ADC值，由兩名神經(jīng)系統(tǒng)影像診斷方面經(jīng)驗(yàn)豐富的高年資影像醫(yī)師在不知道臨床表現(xiàn)、診斷、手術(shù)及病理結(jié)果的情況下，逐一對(duì)雙側(cè)顳葉MRI平掃表現(xiàn)及DTI圖像測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析總結(jié)，意見(jiàn)不同時(shí)通過(guò)討論取得一致性結(jié)果，最后得出患者的陽(yáng)性檢出情況。

陽(yáng)性標(biāo)準(zhǔn)：FCD的MRI平掃結(jié)構(gòu)圖中，陽(yáng)性皮質(zhì)常表現(xiàn)為局灶性皮質(zhì)增厚、T2WI或T2 FLAIR上皮質(zhì)信號(hào)強(qiáng)度增高等；陽(yáng)性白質(zhì)常表現(xiàn)為白質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)向腦室方向延伸的錐形異常高信號(hào)、T2WI或T2 FLAIR上白質(zhì)信號(hào)強(qiáng)度增高、T1 FLAIR上白質(zhì)信號(hào)強(qiáng)度減低等；兩者共有陽(yáng)性表現(xiàn)為腦葉萎縮、皮質(zhì)白質(zhì)分界不清等[5]。FCD的DTI測(cè)量圖中，雙側(cè)數(shù)值對(duì)比后相差20%及其以上的，較低的FA值和較高的ADC值視為陽(yáng)性[6]。

1.5 統(tǒng)計(jì)方法

應(yīng)用Perason檢驗(yàn)FCD患者雙側(cè)皮質(zhì)區(qū)、白質(zhì)區(qū)的FA和ADC值相關(guān)性，應(yīng)用Duncan檢驗(yàn)不同類型FCD的兩種參數(shù)測(cè)量結(jié)果差異性，應(yīng)用配對(duì)t檢驗(yàn)比較入組患者患側(cè)和健側(cè)以及健康對(duì)照組同側(cè)數(shù)據(jù)的差異性，應(yīng)用配對(duì)χ2檢驗(yàn)(McNemar檢驗(yàn))分別對(duì)皮質(zhì)組MRI平掃及DTI技術(shù)對(duì)FCD陽(yáng)性表現(xiàn)檢出能力進(jìn)行差異性分析，采用Kappa一致性檢驗(yàn)對(duì)3種檢查方法與FCD病理結(jié)果進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。應(yīng)用SPSS 19.0進(jìn)行所有統(tǒng)計(jì)學(xué)分析處理，以上統(tǒng)計(jì)均以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般結(jié)果

根據(jù)國(guó)際抗癲癇聯(lián)盟(International League Against Epilep-sy，ILAE)分類標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)術(shù)后病理切片進(jìn)行重新診斷后結(jié)果見(jiàn)表1，根據(jù)MRI平掃及DTI技術(shù)評(píng)估的FCD陽(yáng)性檢出情況見(jiàn)表2。

2.2 統(tǒng)計(jì)結(jié)果

圖1 患者，男，50歲，發(fā)作性意識(shí)不清16年，臨床診斷為癥狀性癲癇，復(fù)雜部分發(fā)作。術(shù)后病理為顳葉FCDⅠb型。A：軸位T2平掃圖，箭處為典型皮層增厚區(qū)；B：斜冠狀T2 FLAIR海馬像；C：FA值測(cè)量圖；D：ADC值測(cè)量圖 圖2 患者，男，2歲，間斷肢體抽搐2年余，臨床診斷為癲癇。術(shù)后病理為顳葉FCDⅢa型。A：軸位T2平掃圖；B：T2斜冠狀平掃圖，箭處為典型白質(zhì)病變區(qū)；C：斜冠狀T2 FLAIR海馬像；D：斜冠狀T2WI海馬像，箭處為右側(cè)FCD合并海馬硬化；E：FA值測(cè)量圖；F：ADC值測(cè)量圖Fig. 1 The patient was 50 years old and had a paroxysmal consciousness for 16 years. His clinical diagnosis was symptomatic epilepsy and complex partial seizures, the postoperative pathology was temporal lobe FCDⅠb type. A:MRI axial T2 plain scan, there is a typical cortex thickening area in the arrow; B: Oblique coronal T2 FLAIR hippocampal image; C: FA value measurement chart; D: ADC value measurement chart. Fig.2 The patient was 2 years old and had discontinuous limb convulsions for more than 2 years. His clinical diagnosis was epilepsy, the postoperative pathology was temporal lobe FCDⅢa type. A: MRI axial T2 plain scan; B: MRI oblique coronal T2 plain scan,there is a typical white matter lesions in each arrow; C: Oblique coronal T2FLAIR hippocampal image; D: Oblique coronal T2WI hippocampal image, there is a FCD with hippocampal sclerosis of right temporal lobe; E: FA value measurement chart; F: ADC value measurement chart.

Perason檢驗(yàn)結(jié)果顯示，皮質(zhì)區(qū)FA及ADC測(cè)量值無(wú)明顯相關(guān)性(P＞0.05)，白質(zhì)區(qū)兩者數(shù)值呈負(fù)相關(guān)性(P＜0.05，表3)；Duncan方差分析結(jié)果顯示，不同類型FCD的FA及ADC測(cè)量值差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05，表4)；配對(duì)t檢驗(yàn)結(jié)果顯示，對(duì)于FA測(cè)量值，皮質(zhì)患側(cè)與健側(cè)及對(duì)照組同區(qū)域?qū)Ρ炔町惥鶡o(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05，表5)，白質(zhì)患側(cè)數(shù)值顯著低于健側(cè)及對(duì)照組同區(qū)域(P＜0.05，表5)。對(duì)于ADC測(cè)量值，皮質(zhì)與白質(zhì)患側(cè)數(shù)值均顯著高于健側(cè)及對(duì)照組同區(qū)域(P＜0.05，表6)；McNemar檢驗(yàn)對(duì)3種方法進(jìn)行兩兩比較，MRI與FA診斷能力差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，MRI與ADC診斷能力差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，F(xiàn)A與ADC診斷能力差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，3種方法的靈敏度及特異度具體見(jiàn)表7。Kappa一致性檢驗(yàn)顯示，ADC與FCD病理結(jié)果一致性較好(Kappa=0.802，P＜0.05)，MRI與FCD病理結(jié)果一致性一般(Kappa=0.489，P＜0.05)，F(xiàn)A與FCD病理結(jié)果一致性較差(Kappa=0.089，P＞0.05，表7)。

3 討論

顳葉FCD是臨床上最常見(jiàn)的難治性癲癇類型[7]，目前FCD的具體產(chǎn)生機(jī)制尚不清楚，有研究表明可能是由于受到遺傳或環(huán)境因素影響，神經(jīng)母細(xì)胞在胚胎發(fā)育早期神經(jīng)元的增殖、移行、組織等過(guò)程中發(fā)生異常，出現(xiàn)異常的神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞[1]，筆者推測(cè)FCD的形成首先是大腦皮質(zhì)被侵害，之后異常的神經(jīng)元細(xì)胞再發(fā)出神經(jīng)纖維束建立系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)從而出現(xiàn)受累的白質(zhì)，故皮質(zhì)與白質(zhì)受FCD影響的原因、順序及損害程度并不相同。目前針對(duì)FCD白質(zhì)病變的相關(guān)研究較多，而對(duì)皮質(zhì)病變的探討少見(jiàn)，因此在本研究中將顳葉FCD皮質(zhì)與白質(zhì)分設(shè)兩組進(jìn)行了對(duì)比分析。

表5 FA值配對(duì)t檢驗(yàn)Tab.5 FA value paired t test

表6 ADC值配對(duì)t檢驗(yàn)Tab.6 ADC value paired t test

表7 MRI平掃及DTI技術(shù)檢出力McNemar檢驗(yàn)及與FCD病理結(jié)果的Kappa一致性檢驗(yàn)Tab.7 McNemar test of detection ability of MRI plain scan and DTI technique and Kappa conformance test with FCD pathological results

DTI技術(shù)是目前唯一一種在病理狀態(tài)下反映各組織內(nèi)水分子運(yùn)動(dòng)交換狀態(tài)同時(shí)還可對(duì)人體組織內(nèi)的空間組成信息進(jìn)行活體研究的功能性檢查手段[2]。DTI技術(shù)具有20余種參數(shù)，臨床應(yīng)用中最常用的有以FA為代表的各項(xiàng)異性參數(shù)及以ADC為代表的各項(xiàng)同性參數(shù)兩類，其中FA值主要反映水分子的擴(kuò)散方向，間接描述神經(jīng)纖維多寡及完好程度；ADC值主要反映水分子的擴(kuò)散程度，間接反映腦組織完整程度[8]?，F(xiàn)有部分文獻(xiàn)表明，F(xiàn)A與ADC兩者呈負(fù)相關(guān)性[9]，基于此類研究，筆者采用小ROI分別對(duì)皮質(zhì)和白質(zhì)多次精準(zhǔn)測(cè)量后對(duì)比分析可得結(jié)論：白質(zhì)區(qū)FA與ADC呈負(fù)相關(guān)，這與上述結(jié)論相符，推測(cè)該原因與白質(zhì)內(nèi)豐富且分布方向較為一致的軸突對(duì)水分子擴(kuò)散能力較強(qiáng)的束縛情況有關(guān)；皮質(zhì)區(qū)FA與ADC兩者無(wú)相關(guān)性，與上述結(jié)論不同，但與兩參數(shù)推導(dǎo)公式所示相符[10]，亦可推測(cè)出皮質(zhì)內(nèi)水分子擴(kuò)散程度受無(wú)規(guī)則分布的樹(shù)突束縛較小使得兩者間不存在明顯影響性，進(jìn)一步證實(shí)本文所用測(cè)量方法可比常規(guī)ROI法更多更真實(shí)地反映組織內(nèi)的生理活動(dòng)細(xì)節(jié)。

長(zhǎng)久以來(lái)，F(xiàn)CD的分類方法一直飽受爭(zhēng)議，直至2011年ILAE制定了全新的分類規(guī)范后才有了被廣泛接受和使用的標(biāo)準(zhǔn)[11]。有關(guān)不同類型FCD的MRI結(jié)構(gòu)影像研究眾多，且結(jié)論較為統(tǒng)一，均可表明不同類型FCD的MRI影像表現(xiàn)差異明顯[5]，這可能與不同的病理結(jié)構(gòu)有關(guān)。但針對(duì)不同類型FCD的DTI技術(shù)研究鮮見(jiàn)報(bào)道，本研究對(duì)入選的5種FCD類型分別進(jìn)行了FA及ADC值測(cè)量結(jié)果對(duì)比分析后發(fā)現(xiàn)，不同類型FCD的皮質(zhì)、白質(zhì)區(qū)同區(qū)的FA、ADC值均無(wú)明顯差異，盡管此次FCD類型不全且每種樣本量不同，但該結(jié)論與Widjaja等[12]在白質(zhì)區(qū)的研究結(jié)果相似，筆者推測(cè)，F(xiàn)CD病理結(jié)構(gòu)差異雖然在影像結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)不同，但并不會(huì)對(duì)組織內(nèi)水分子擴(kuò)散能力、神經(jīng)纖維束的分布及完好程度造成獨(dú)特影響，這也說(shuō)明DTI技術(shù)可能在輔助病理分型能力上效用不大。

國(guó)內(nèi)有研究證實(shí)，與健側(cè)相比，F(xiàn)CD區(qū)域會(huì)出現(xiàn)神經(jīng)纖維束明顯稀疏，F(xiàn)A值顯著降低、ADC值顯著升高的情況[13]。此類研究ROI內(nèi)以白質(zhì)為主要成分，對(duì)皮質(zhì)的相關(guān)結(jié)論較少。本研究中通過(guò)DTI測(cè)量統(tǒng)計(jì)后發(fā)現(xiàn)，白質(zhì)區(qū)中患側(cè)FA值明顯減小，ADC值明顯增高，該結(jié)論與上述報(bào)道一致，F(xiàn)CD在白質(zhì)內(nèi)的病理改變主要表現(xiàn)在白質(zhì)內(nèi)異位神經(jīng)元、異常膠質(zhì)細(xì)胞增殖、髓鞘化纖維數(shù)量減少及髓鞘形成障礙等[14]。筆者推測(cè)該病理改變導(dǎo)致細(xì)胞外間隙擴(kuò)大、正常軸突數(shù)量減少及軸突完整度受損等情況，對(duì)水分子的運(yùn)動(dòng)幅度及運(yùn)動(dòng)方向的束縛能力明顯減弱，游離水增多，各項(xiàng)異性程度降低等是造成此結(jié)論的主要原因。FCD在皮質(zhì)內(nèi)的病理改變主要表現(xiàn)為皮質(zhì)分層異?；蚱べ|(zhì)下層異位神經(jīng)元、皮質(zhì)內(nèi)異常膠質(zhì)細(xì)胞增殖等[14]。筆者推測(cè)，該病理改變并未過(guò)多影響皮質(zhì)內(nèi)神經(jīng)纖維的結(jié)構(gòu)特征，仍以樹(shù)突為主，但正常神經(jīng)元細(xì)胞體萎縮或減少、異常神經(jīng)元細(xì)胞及異常膠質(zhì)細(xì)胞增殖等均會(huì)使細(xì)胞間隙增大、水分子運(yùn)動(dòng)束縛能力減弱、游離水增多，故皮質(zhì)組中患側(cè)會(huì)出現(xiàn)FA值變化差異很小，ADC值明顯升高的情況，同時(shí)這也表明，ADC值對(duì)反映腦神經(jīng)元的損害更為敏感，與以往的文獻(xiàn)報(bào)道一致[15]。

FCD病灶由于具有內(nèi)在致癇性及局限性，手術(shù)切除為最有效的治療方法[2]，目前普遍認(rèn)為神經(jīng)影像檢查尤其MRI檢查是FCD術(shù)前診斷及病灶定位的最佳影像手段[16]，因此MRI影像能否真實(shí)反映FCD病灶特征及范圍至關(guān)重要。然而有研究報(bào)道國(guó)內(nèi)各癲癇中心MRI陰性的難治性癲癇占20%～40%，也有30%難治性癲癇患者因MRI陰性無(wú)法手術(shù)[17]。同時(shí)，F(xiàn)CD的影像學(xué)表現(xiàn)和預(yù)后關(guān)系密切，國(guó)外有一項(xiàng)Meta分析顯示，MRI陽(yáng)性的FCD患者術(shù)后無(wú)發(fā)作率是MRI陰性的2.5倍[18]，故MRI陰性是癲癇外科最棘手的問(wèn)題之一。DTI技術(shù)目前主要應(yīng)用于神經(jīng)纖維束示蹤技術(shù)上，筆者發(fā)現(xiàn)，利用DTI參數(shù)測(cè)量值進(jìn)行FCD診斷會(huì)比MRI平掃更有意義，這與Chen等[19]的研究結(jié)果一致。在本研究中，白質(zhì)組中ADC、FA、MRI平掃的陽(yáng)性檢出能力無(wú)明顯差異；皮質(zhì)組中，ADC陽(yáng)性檢出力最高，MRI平掃次之，F(xiàn)A最低。這表明DTI技術(shù)可從組織內(nèi)生理活動(dòng)能力的角度檢出FCD，依之前討論，白質(zhì)內(nèi)兩種參數(shù)能力差異不大，皮質(zhì)內(nèi)ADC反映能力較強(qiáng)[15]，F(xiàn)A則較差，故建議臨床診斷FCD時(shí)除MRI平掃外，應(yīng)廣泛采用DTI技術(shù)尤其是ADC值予以評(píng)估。

本研究不足之處在于FCD患者數(shù)量較少，且不同類型樣本量差異較大，可能會(huì)對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果造成誤差。另外，如果能將ROI測(cè)量次數(shù)增加至包括全部病灶區(qū)再取均值，可能會(huì)更具有普遍意義，不過(guò)本研究采用的是資料回顧性方法，病灶區(qū)定位主要依靠手術(shù)病理切片，很難與DTI及MRI結(jié)構(gòu)圖一致，故存有難度，這也是今后改進(jìn)的方向。

綜上所述，利用DTI的FA及ADC兩種參數(shù)對(duì)顳葉不同類型FCD進(jìn)行測(cè)量評(píng)估后發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)CD的皮質(zhì)區(qū)和白質(zhì)內(nèi)病理表現(xiàn)有較大差異，兩種參數(shù)能在不同程度上反映組織內(nèi)微觀結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，但對(duì)輔助病理分型效用較差，DTI技術(shù)尤其是ADC值可對(duì)FCD的診斷提供獨(dú)特的參考價(jià)值，建議臨床廣泛采用。