謝運娟，廖伶藝，高強,2

1.四川大學，四川成都市610041；2.四川大學華西醫(yī)院康復醫(yī)學中心，四川成都市610041

彌散張量成像(diffusion tensor imaging,DTI)是一種先進的非侵入性磁共振成像技術，可用于表征水分子擴散過程的取向特性，能有效觀察和追蹤腦白質纖維束[1-3]。目前DTI廣泛應用于科研和臨床領域，用來探索大腦疾病，如多發(fā)性硬化、腦癱、腦卒中、精神分裂癥等[4]。

腦卒中位居我國死亡原因首位，其高發(fā)病率、高死亡率和高致殘率給患者及社會帶來很大負擔。腦卒中患者的功能預后對患者的日常生活質量尤為重要[5]。本文對DTI應用于腦卒中患者運動功能預后的評估進行綜述。

1 DTI參數(shù)與運動功能預后

1.1 DTI參數(shù)

彌散分為各向同性彌散和各向異性彌散。各向同性彌散指在完全均勻的介質中，運動沒有障礙，向各個方向運動的距離相等。在腦組織中，彌散受許多因素影響，如組織細胞膜通透性、細胞內(nèi)部結構等。在按一定方向排列的組織，如鞘膜、細胞膜、白質纖維束等中，彌散具有方向依賴性。分子向各個方向彌散的距離不相等，稱為各向異性彌散[6-7]。

各向異性程度反映分子在空間中的位移程度，且與結構的方向有關。很多參數(shù)可定量分析各向異性，如各向異性分數(shù)(fractional anisotropy,FA)、相對各向異性(relative anisotropy,RA)、容積比指數(shù)(volume ratio,VR)等。目前，F(xiàn)A已廣泛應用于臨床[8]，主要因為灰白質對比較好，測量的FA較準確；其次，F(xiàn)A是組織的物理屬性，不隨坐標系旋轉而變化；再者，同一對象在不同時間、不同成像設備和不同物體上得到的值可比較。

1.2 FA

FA能預測患者運動功能預后情況[9-10]。測量FA可提供組織微結構的信息[11]。FA是水分子優(yōu)先沿主要軸突通路軸方向彌散特性的指標，表示水分子各向異性成分占整個彌散張量的比例，取值范圍0～1。越接近0，代表彌散越不受限制，例如腦脊液的FA接近0；越接近1代表彌散受限越大[12-13]。

FA在臨床應用較廣，不同感興趣區(qū)FA差異較大。感興趣區(qū)的選擇很大程度取決于操作者。大腦腳、內(nèi)囊后肢、紋狀體，以及鄰近或遠離梗死灶的測量結果各有差異。

Werring等[14]發(fā)現(xiàn)，腦梗死區(qū)和患側大腦腳FA均下降。Thomalla等[15]發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)A與美國國立衛(wèi)生研究院卒中量表(National Institute of Health Stroke Scale,NIHSS)存在負相關，F(xiàn)A越低，神經(jīng)運動功能恢復越差。Wang等[16]發(fā)現(xiàn)，急性紋狀體梗死患者患側大腦腳FA下降，表明纖維結構完整性受損；皮質脊髓束(corticospinal tract,CST)FA顯著下降，提示可能出現(xiàn)華勒變性。

發(fā)病后不同時間FA有所差異。Ma等[10]發(fā)現(xiàn)，發(fā)病當天患側CST的FA(截點0.45)可以預測運動功能預后，敏感性和特異性都在88%以上。研究發(fā)現(xiàn)，運動預后好的患者，發(fā)病當天FA顯著高于運動預后差的患者；運動預后差的患者發(fā)病后，F(xiàn)A逐漸下降，而運動預后好的患者FA逐漸提高。

Schaechter等[9]發(fā)現(xiàn)，患者雙側CST FA升高與運動功能恢復程度相關。隨著患者運動功能改善，患側FA升高，但仍小于健側FA[17]。Meta分析結果表明，F(xiàn)A是缺血性腦卒中患者亞急性期上肢功能恢復的有效預測指標[1]。

1.3 患側和健側的FA比(ratios of fractional anisotropy,rFA)

rFA指患側與健側相應部位的FA比。有學者認為[15,18-21]，rFA比FA更適合成為腦卒中患者運動功能恢復預測指標；Puig等[20]提出，rFA是唯一預測長期運動功能預后的獨立指標。研究表明，腦卒中亞急性或慢性期CST rFA越低，運動損傷越大，3個月后運動恢復越差[15,18]。Puig等[20]發(fā)現(xiàn)，患側腦橋CST發(fā)病后30 d的FA下降與隨訪2年后運動缺陷增加一致，且卒中30 d后的rFA界限值可預測2年后的運動結果，敏感性和特異性均＞80%，因此認為發(fā)病30 d腦橋的rFA是唯一預測長期運動功能預后的獨立指標。

王旭等[19]發(fā)現(xiàn)，急性腦干梗死患者患側大腦腳rFA與NIHSS評分呈負相關，而梗死灶FA與運動功能的預后無相關性，推測僅部分梗死灶位于CST走行區(qū)域，對患者的運動功能影響較小。大腦腳rFA有助于臨床早期評價及預測急性腦干梗死患者的運動功能恢復。Koyama等[21]的研究表明，大腦腳rFA對出血性腦卒中患者的功能預后同樣有效。

2 CST的損傷程度與運動功能預后

2.1 CST的作用

CST支配骨骼肌自主運動，與前角運動神經(jīng)元共同構成自主運動的傳導通路。CST是上肢運動功能最重要的神經(jīng)束[4]。CST的損傷會限制運動表現(xiàn)和患者運動功能恢復[22-23]。DTI在CST的可視化觀察方面有獨特優(yōu)勢。鑒于CST行經(jīng)放射冠、內(nèi)囊后肢和大腦腳，目前大多數(shù)DTI的感興趣區(qū)均在這些部位選取。

2.2 判斷CST損傷程度的方法

2.2.1 彌散張量纖維束成像(diffusion tensor tractography,DTT)

測量CST完整性可預測腦卒中患者的運動功能恢復[24-25]。DTT通過DTI獲得的參數(shù)進行后期圖像處理，呈現(xiàn)神經(jīng)纖維束的走行。DTT可顯示CST的纖維走向?？筛鶕?jù)DTT的結果對CST損傷程度進行分級，預測患者的運動功能預后：梗死灶靠近但沒有覆蓋CST的患者，肌力可以完全恢復；梗死灶覆蓋CST的患者，肌力不一定會有好的改善或改善持續(xù)時間不長[26]。急性腦缺血患者的DTT可以評估CST的損傷程度，其結果與運動評分密切相關[27]。

對于急性腦出血患者，DTT所示的CST損傷程度分級同樣適用。Cho等[28]發(fā)現(xiàn)，血腫沒有累及CST的患者運動評分最高，而CST已經(jīng)發(fā)生變性的患者運動評分最低。提示腦出血患者早期DTT中CST的變化可作為運動功能結局的預測指標。

2.2.2 纖維數(shù)量不對稱及比值

Lindenberg等[29]發(fā)現(xiàn)，慢性腦卒中患者可通過纖維數(shù)量(fiber number,FN)不對稱進行CST損傷程度分級。FN不對稱=(健側FN-患側FN)/(健側FN+患側FN)。雙側CST受損時，運動恢復較差；腦橋后部纖維未受損時，運動恢復較好。Bigourdan等[30]發(fā)現(xiàn)，患/健側FN比值可以較好表示CST的完整性，并預測患者1年后運動功能，尤其是嚴重損傷的患者；但FN的具體值與運動預后的關系尚無明確的定論?；仡櫺匝芯堪l(fā)現(xiàn)[31]，慢性腦卒中患者健側皮質脊髓前束纖維數(shù)量與卒中后運動功能有關。

2.2.3 CST損傷負荷

Zhu等[32]結合病變定位技術與來自年齡匹配的健康個體的概率域，發(fā)現(xiàn)梗死大小與運動分數(shù)相關，但不能預測損害情況，而CST損傷負荷比梗死大小能更好地預測運動缺陷。Doughty等[33]指出，相比遠離損傷區(qū)域的感興趣區(qū)FA不對稱性，急性期CST損傷負荷能夠更好預測3個月后的運動結局。

CST的完整性與患者的運動功能密不可分，但目前對CST的損傷程度、損傷大小以及梗死灶體積對運動功能的影響尚無定論。雖然關于CST的研究主要納入病變部位在大腦中動脈區(qū)的病例，但每項研究并未將具體部位分開討論，預后時間選擇也各不相同，從1個月到1年后。

3 與其他技術相結合

單獨使用臨床量表預測嚴重損傷患者的運動結局存在局限性，需要多種方法相結合[34]。將DTI參數(shù)與其他技術相結合，能更準確地預測運動功能結局。Stinear等[34]提出，結合經(jīng)顱磁刺激運動誘發(fā)電位和FA不對稱性的算法程序，能預測患者上肢運動功能的預后，敏感性73%，特異性88%，陽性預測值88%，陰性預測值83%。Maraka等[35]發(fā)現(xiàn)，急性期NIHSS評分和患/健側FN比能預測慢性上肢運動功能評分，結合初始FN比率和NIHSS可以預測90 d后運動功能情況。

Yang等[36]發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合Fugl-Meyer評定量表(Fugl-Meyer Assessment,FMA)和灰質容量測量，比單獨應用一種技術可以更好預測腦卒中患者長期運動障礙情況。Buch等[37]發(fā)現(xiàn)，卒中后第1周結合FMA和DTI能夠準確區(qū)分卒中恢復典型和非典型患者。

4 小結

綜上所述，DTI能夠預測患者運動功能恢復情況，有利于判斷患者功能恢復潛力，一定程度上可幫助臨床工作者為患者制定個體化的康復治療方案。但目前DTI對腦卒中患者運動功能預后仍停留在定性階段，且DTI各參數(shù)的選擇存在一定爭議。運動功能取決于運動纖維的完整性，CST的損傷程度會限制運動表現(xiàn)和恢復，但目前對于CST損傷程度、損傷負荷或損傷區(qū)域對于腦卒中患者運動功能的預后尚不明確。需要更多高質量的研究進一步探索。