許克寧,呂國士,楊東奎
(1.河北北方學院研究生院,河北張家口 075000;2.陸軍第81集團軍醫(yī)院影像中心,河北張家口 075000)
慢性酒精中毒是全球常見的一種疾病,不同程度地危害著人類健康。胼胝體變性(Marchiafava-Bignami disease,MBD)由意大利病理學家Marchiafava與Bignami在1903年首次報道[1]。本病常見于慢性酒精中毒患者,是由于長期大量飲酒而導致的神經(jīng)系統(tǒng)嚴重損害的疾病[2],臨床表現(xiàn)為頭暈、頭痛、記憶力減退、手不自主震顫,嚴重的導致意識模糊。MBD的病因及發(fā)病機制至今尚不明確,大部分學者認為MBD是慢性酒精中毒、嚴重營養(yǎng)不良共同作用的結果[3]。MBD主要依靠相關病史、臨床癥狀及影像學檢查進行診斷,其影像學檢查主要包括CT和MRI。MRI較CT能更早、更準確地提示該病,特別是近年來MRI功能成像的開發(fā)和應用,對于較早并準確診斷該病有明顯的優(yōu)勢。普通影像檢查(X線、CT、常規(guī)MRI)對輕度慢性酒精中毒MBD的診斷比較困難[4]。為了彌補上述不足,本研究綜合應用擴散張量成像(diffusion tensor imaging,DTI)與擴散峰度成像(diffusion kurtosis imaging,DKI)技術,通過 DTI技術測量得到的各向異性(fractional anisotropy,F(xiàn)A)、表觀擴散系數(shù)(apparent diffusion coefficient,ADC)及 DKI技術中的平均峰度(mean kurtosis,MK)對胼胝體的變化進行客觀數(shù)據(jù)分析,探討利用MRI功能成像中FA、ADC、MK對慢性酒精中毒MBD的診斷價值。
MBD組:共收集26例臨床確診MBD患者,均為男性,右利手,年齡35~62歲,平均年齡(54.2±2.3)歲(中位年齡55歲)。納入標準:長期飲酒史,達15~40 a,日飲酒400~800 ml。排除標準:糖尿病患者;CO中毒患者;有近期外傷史、長期藥物服用史、存在營養(yǎng)不良或其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病的患者。MBD患者主要臨床癥狀表現(xiàn)為乏力、嗜睡、意識障礙、眼球震顫、四肢不自主顫抖。
健康組:收集年齡與MBD組相近且無相關神經(jīng)系統(tǒng)疾病的健康志愿者30例,年齡34~60歲,平均年齡(57.1±1.7)歲(中位年齡58歲)。所有志愿者均無糖尿病、CO中毒、營養(yǎng)不良以及其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病等影響腦部細微結構的病史且均無MRI檢查禁忌證。
采用GEsignaHDxt1.5T超導MRI掃描儀,頭顱8通道相控陣線圈,頭顱常規(guī)MRI檢查包括T1WI、T2WI、擴散加權成像(diffusion-weightedimaging,DWI),掃描參數(shù):(1)T1WI:重復時間(repetition time,TR)480 ms,回波時間(echo time,TE)2.47 ms,矩陣 320×320,層厚5 mm,層間距0 mm,視野(filed of view,F(xiàn)OV)320 mm×320 mm,單次采集。(2)T2WI:①快速自旋回波加強序列:TR3000ms,TE120ms,矩陣 256×256,層厚 5 mm,層間距0 mm,F(xiàn)OV 320 mm×320 mm;②液體衰減反轉恢復序列:TR 8 000 ms,TE 96 ms,反轉時間(inversion time,TI)2 026.2 ms,矩陣 256×256,層厚 5 mm,層間距 0 mm,F(xiàn)OV 320 mm×320 mm。(3)DWI:TR 3 100 ms,TE 78 ms,矩陣 256×256,層厚 5 mm,層間距0 mm,F(xiàn)OV 320 mm×320 mm。
DTI技術采用單次激發(fā)自旋回波平面成像序列,掃描參數(shù):TR 8 000 ms,TE 85.5 ms,F(xiàn)OV 230 mm×230 mm,激勵次數(shù)為1,矩陣256×256,擴散敏感梯度方向數(shù)為20個,b=1 000 s/mm2,層間距0 mm,掃描層厚5 mm。DKI技術采用雙自旋回波序列進行掃描,掃描參數(shù):TR 2 300 ms,TE 109 ms,F(xiàn)OV 256 mm×256 mm,矩陣 128×128,層厚 4 mm,4個b值(0、0、1 000、2 000 s/mm2),擴散敏感梯度方向數(shù)為30個。
使用ADW 4.5工作站對采集到的數(shù)據(jù)進行分析處理,在DTI參數(shù)圖及DKI參數(shù)圖上于胼胝體體部、膝部、壓部連續(xù)3個層面進行感興趣區(qū)(region of interest,ROI)描繪(ROI為面積 15~20 mm2的橢圓),每個區(qū)域測量一次。由2位主治以上放射科醫(yī)師分別測量MBD組和健康組胼胝體的FA、ADC、MK,取2次測量結果的平均值。
觀察2組胼胝體膝部、體部及壓部的FA、ADC和MK,分析經(jīng)FA、ADC、MK診斷MBD的結果,并以最終臨床診斷結果作為金標準,該標準包括:(1)長期飲酒史;(2)意識障礙、抽搐、智能障礙、四肢顫抖、步態(tài)異常、記憶障礙、失語、感情淡漠;(3)腦電圖表現(xiàn)為彌漫性節(jié)律性慢活動、波幅減低[5]。計算這3個指標診斷MBD疾病的靈敏度、特異度、準確度。
采用SPSS 17.0統(tǒng)計學軟件進行統(tǒng)計學分析,計量資料以均數(shù)±標準差表示。對健康組及MBD組FA、ADC、MK運用兩獨立樣本t檢驗分析,比較2組之間的差異,以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
MBD患者的MRI圖像如圖1所示。MBD組病例中,12例病灶呈對稱性分布。胼胝體病變區(qū)呈均勻或不均勻T1WI低或稍低信號、T2WI高或稍高信號,T2液體衰減反轉恢復序列成像呈高信號,18例DWI信號擴散受限[如圖2(a)所示]。6 例伴胼胝體腫脹,20例胼胝體萎縮。5例MRI顯示胼胝體呈彌漫長T1、長T2異常信號;5例顯示為胼胝體壓部呈不均勻長T1、長T2異常信號;6例顯示胼胝體膝部不均勻長T1、長T2異常信號,以矢狀位T2液體衰減反轉恢復序列成像顯示較清楚,呈“夾心蛋糕”樣改變[6][如圖2(b)所示]。22例伴有不同程度腦萎縮,全腦萎縮占大部分,共計18例,單純小腦萎縮2例,腦白質脫髓鞘6例,腦梗塞3例。纖維束稀疏、斷裂24例(如圖3所示)。
圖1MBD患者MRI圖像
圖3MBD患者DTT圖像
圖2 MBD患者常規(guī)MRI序列圖像
表1顯示,MBD患者胼胝體膝部、壓部及體部FA均小于健康組,P<0.05,差異具有統(tǒng)計學意義。表2顯示,MBD患者胼胝體膝部及壓部的ADC均大于健康組,P<0.05,差異具有統(tǒng)計學意義;體部ADC小于健康組,但P>0.05,差異無統(tǒng)計學意義。表3顯示,MBD患者胼胝體膝部及體部的MK均小于健康組,且P<0.05,差異有統(tǒng)計學意義;壓部MK大于健康組,但P>0.05,差異無統(tǒng)計學意義。
表1 各個部位健康組及MBD組FA比較(±s)
表1 各個部位健康組及MBD組FA比較(±s)
分組 膝部 體部 壓部健康組 0.319±0.054 0.333±0.068 0.355±0.048 MBD 組 0.236±0.045 0.237±0.045 0.269±0.072 t-4.56 -4.54 -3.78 P<0.05 <0.05 <0.05
表2 各個部位健康組及MBD組ADC比較(±s)×10-3mm2/s
表2 各個部位健康組及MBD組ADC比較(±s)×10-3mm2/s
分組 膝部 體部 壓部健康組 5.97±0.58 6.68±1.40 5.62±0.58 MBD 組 6.42±0.65 6.39±1.30 6.42±0.80 t 1.98 -0.58 3.08 P<0.05 >0.05 <0.05
表3 各個部位健康組及MBD組MK比較(±s)
表3 各個部位健康組及MBD組MK比較(±s)
分組 膝部 體部 壓部健康組 0.960±0.145 0.974±0.084 1.024±0.201 MBD 組 0.764±0.912 0.774±0.210 1.137±0.141 t-4.45 -3.31 -1.75 P<0.05 <0.05 >0.05
表4顯示,對于陽性樣本,MK診斷結果優(yōu)于FA及ADC,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05);對于陰性樣本,組間比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。FA、ADC、MK及三者聯(lián)合診斷MBD的靈敏度、特異度、準確度見表5。由表5可見,F(xiàn)A診斷的特異度為90.9%(10/11),較ADC及MK診斷的特異度稍高。FA、ADC、MK聯(lián)合診斷的靈敏度、特異度、準確度分別為95.2%、86.5%、93.1%??偟膩碚f,聯(lián)合應用FA、ADC、MK可提高對MBD患者診斷的靈敏度及準確度,降低誤診率。
表4 FA、ADC、MK及三者聯(lián)合對MBD的診斷結果 例
表5 FA、ADC、MK及三者聯(lián)合診斷MBD的特異度、靈敏度、準確度%
長期飲酒會導致MBD,產(chǎn)生慢性神經(jīng)性癥狀,嚴重者會造成神經(jīng)系統(tǒng)難以恢復的損傷,可侵犯顱內(nèi)神經(jīng)系統(tǒng),抑制中樞神經(jīng)[7]。大部分學者認為慢性酒精中毒可以導致體內(nèi)某些營養(yǎng)成分丟失,引起機體代謝功能紊亂,其中,維生素B的丟失容易引起胼胝體細胞發(fā)生變性[8]。
胼胝體內(nèi)含有大量的卵磷脂物質,未代謝完全的酒精與髓鞘結合,便會導致髓鞘的變性[9]。酒精通過消化系統(tǒng)進入血液可導致其對胼胝體的間接侵害[10]。另外,酒精對大腦血管的損害也是MBD發(fā)病機制之一。酒精中毒患者顱內(nèi)微小動脈膠原纖維增生、增厚,使小血管壁增厚,管腔狹窄,導致相應部位腦供血不足[11]。而且長期大量飲酒會引起腦血管內(nèi)的氧化-抗氧化系統(tǒng)調節(jié)失衡[12],導致血管內(nèi)皮細胞受損、血管壁鈣化性斑塊形成,引起管腔不同程度狹窄。另外,酒精是一種毒性物質,影響顱內(nèi)的三羧酸循環(huán),導致腦組織供氧不足,從而引起神經(jīng)細胞的損傷[13]。
MBD在常規(guī)MRI表現(xiàn)為T1WI序列呈稍低或低信號,T2WI及T2液體衰減反轉恢復序列呈高信號,DWI序列急性發(fā)作期擴散受限;矢狀T2WI序列呈“夾心蛋糕”狀,即病灶區(qū)域呈條形長T2信號,這是該病最具有特點的MRI表現(xiàn)。MBD在急性發(fā)作期間體積腫脹,慢性期體積減小。這些只是從形態(tài)及信號變化來確定MBD,沒有將其量化。
DTI及DKI技術均可敏感地檢測到慢性酒精中毒MBD的微觀病理改變,有助于其從細微的病理生理學角度解釋MBD的特點[14]。以前的許多研究表明,DTI能發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)MRI技術所不能發(fā)現(xiàn)的細微神經(jīng)組織結構損傷[15-16]。DTI技術的2個常用參數(shù)ADC和FA可以提供中樞神經(jīng)系統(tǒng)結構上的獨特信息,顯示其微細結構的改變并及時發(fā)現(xiàn)早期腦白質纖維束損傷的病理改變[17]。FA越大,組織的各向異性越強[18]。組織結構越復雜,非正態(tài)分布水分子的彌散活動受限越顯著,MK也越大[19]。研究表明,DKI技術可發(fā)現(xiàn)早期MBD患者腦組織微結構的改變[20]。本研究結果顯示,與健康組比較,MBD患者胼胝體膝部、壓部及體部FA均減低,提示胼胝體膝部、體部及壓部存在細微結構完整性的改變,但機理不完全清楚,有待于進一步研究。MBD患者胼胝體膝部及壓部的ADC均大于健康組,表明水分子在上述組織中的擴散程度增加,腦組織含水量增加。MBD患者胼胝體膝部及體部的MK均小于健康組,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),說明MBD患者胼胝體非正態(tài)分布水分子彌散受限程度低。與最終臨床診斷結果比較,F(xiàn)A、ADC、MK聯(lián)合診斷的靈敏度、準確度均高于各個指標獨立測得數(shù)值。由此可見,聯(lián)合應用FA、ADC、MK可提高對MBD患者診斷的準確率。
綜上,利用DTI及DKI技術能從不同方面的微觀角度顯示MBD的程度:DTI技術主要用來對腦組織白質纖維束的評價[21],DKI技術是DTI技術的延伸,能解決多神經(jīng)交叉問題。其中FA診斷的特異度較高,MK可更好地顯示非正態(tài)分布水分子的彌散活動受限程度,而聯(lián)合應用FA、ADC、MK可提高對MBD患者診斷的靈敏度及準確度,降低該病誤診率,對于發(fā)現(xiàn)早期酒精中毒所致的MBD具有重要意義,能夠及早協(xié)助臨床診治該病,為其提供及時、客觀的診斷依據(jù),還可以對藥物治療前后胼胝體的變化做出詳細的對比,從而提高患者生活質量。
但本研究也存在缺陷和不足:(1)DTI與DKI技術作為一種新興的MRI功能成像技術,掃描方法、參數(shù)設置和后處理技術缺乏統(tǒng)一規(guī)范的標準,從而導致所測量數(shù)值有一定的波動性。(2)對掃描設備的要求較高,當胼胝體纖維束出現(xiàn)重疊時容易導致DTI示蹤錯誤的情況發(fā)生[22],因此,DTI及DKI的定量分析仍需統(tǒng)一規(guī)范。(3)本研究對酒精中毒患者的病例搜集數(shù)量有限,隨訪不甚理想,有待于日后進一步完善。