張雪萍，白巖，王梅云，王上，陳傳亮

視路是視覺信息傳導的通路，為大腦的一部分，是研究神經(jīng)的不錯選擇，雖然視路這部分研究很多，但是都是以單一病種進行研究，比較零散。為了系統(tǒng)掌握視路病變的認識，本文旨在對視路病變的磁共振擴散加權(quán)成像(dif f usion weight ed image，DWI)和腦功能成像相關文獻進行綜述。

1 磁共振擴散加權(quán)成像技術簡介

DWI是通過檢測活體組織內(nèi)水分子的擴散運動，從分子運動水平上分析病變內(nèi)部結(jié)構(gòu)及組織成分的無創(chuàng)性功能成像方法；擴散張量成像(dif f usion t ensor imaging，DTI)是在常規(guī)DWI基礎上延伸出來的，是基于水分子的擴散運動獲取不同組織各向異性信息的一種磁共振成像方法，擴散張量成像的參數(shù)有各向異性(f ract ional anisotr opy，F(xiàn)A)、平均擴散率(mean dif f usion，MD)、軸向擴散速率(axial dif f usion，AD)、徑向擴散(r adial dif f usion，RD)；活體組織水分子擴散實際上是在細胞間隙、細胞內(nèi)運動，其運動必然不是自由運動，因此真實的水分子擴散的運動位移是非高斯分布的。水分子擴散受周圍環(huán)境限制程度越大，體素內(nèi)組織成分越混雜，擴散的非高斯性越顯著，因此，為了定量擴散偏離高斯分布的程度，Jensen等[1]在2005年提出峰度成像(dif f usion kur t osis imaging，DKI)模型，DKI掃描不僅可得到DTI參數(shù)，還包括平均峰度(mean kur t osis，MK)、橫向峰度(axial kur t osis，RK)、徑向峰度(r adial kurt osis，RK)。

1.1 磁共振擴散加權(quán)成像技術在視網(wǎng)膜病變中的研究進展

視網(wǎng)膜病變常見原因有視網(wǎng)膜血管病、黃斑病變、遺傳性視網(wǎng)膜營養(yǎng)不良等；視網(wǎng)膜血管病變包括糖尿病性視網(wǎng)膜病變、視網(wǎng)膜中央動脈阻塞、視網(wǎng)膜中央靜脈阻塞。我國糖尿病患者日漸增多，糖尿病患者中糖尿病性視網(wǎng)膜病變的患病率達44%～51.3%。糖尿病性視網(wǎng)膜病變會引起視神經(jīng)乳頭改變，患者視神經(jīng)乳頭表觀擴散系數(shù)較正常人明顯增大，黃斑水腫的糖尿病性視網(wǎng)膜病變患者比沒有黃斑水腫的糖尿病性視網(wǎng)膜病變的視神經(jīng)乳頭表觀擴散系數(shù)明顯增大[2]，患者視覺腦區(qū)的表觀擴散系數(shù)也明顯增加[3]。視網(wǎng)膜中央動脈阻塞發(fā)病突然，回顧性分析發(fā)現(xiàn)患者視網(wǎng)膜擴散受限[4]。年齡相關性黃斑變性是一種老年人致盲的主要原因，研究發(fā)現(xiàn)白質(zhì)特性的差異是白質(zhì)束投射到初級視覺皮層的位置與視網(wǎng)膜損傷的位置相對應，視輻射FA值相對健康人下降，這可能與黃斑變性損傷視網(wǎng)膜有關，可以用視路中腦白質(zhì)預測視網(wǎng)膜的損傷[5]。視網(wǎng)膜色素變性是遺傳性視網(wǎng)膜營養(yǎng)不良的一種，至今尚無有效治療方法，探究其病理改變時找出新治療方法的突破口，色素變性視網(wǎng)膜炎患者視神經(jīng)磁共振擴散張量成像研究。研究結(jié)果顯示患者ADC、AD、RD值較健康志愿者增高，F(xiàn)A值較健康志愿者減低[6]；其視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞的損傷，會使后視路擴散特性顯著改變[7-8]。視網(wǎng)膜是視路的起始，是把光信號轉(zhuǎn)化成神經(jīng)信號的關鍵部位，弄清視網(wǎng)膜病變產(chǎn)生和引起的病理變化，給臨床干預提供方向。

1.2 磁共振擴散加權(quán)成像技術在視神經(jīng)病變中的研究進展

視神經(jīng)病變常見原因有視神經(jīng)炎、缺血性視神經(jīng)病變、眼眶炎性病變、眼眶腫瘤等。雖然視神經(jīng)炎種類較多，但是因為特發(fā)性視神經(jīng)炎原因不明，而且對全身影響較大，所以特發(fā)性視神經(jīng)炎研究較多，特發(fā)性視神經(jīng)炎以多發(fā)性硬化相關性視神經(jīng)炎(mul t ipl e scl erosis rel at ed opt ic neur it is，MS-ON)和視神經(jīng)脊髓炎譜系疾病相關性視神經(jīng)炎(neur omvel it is optica spectrum disease rel ated optic neuritis，NMOSD-ON)為主，多發(fā)硬化性相關視神經(jīng)炎可以被常規(guī)磁共振檢測到，但常規(guī)MRI無法檢測早期MS-ON的變化，這可以解釋磁共振發(fā)現(xiàn)的病變嚴重程度與多發(fā)性硬化患者的臨床殘疾程度之間的不一致性。利用DTI技術，發(fā)現(xiàn)患者受累側(cè)和對側(cè)視神經(jīng)和視輻射FA值較正常減低，MD、AD、RD值較正常增加[9-11]，提示DTI對于多發(fā)性硬化癥的早期診斷、治療和管理可能是一個有用的工具。NMOSD主要累及視神經(jīng)和脊髓的中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎性脫髓鞘疾病，Pache等[12]利用擴散張量對視神經(jīng)脊髓炎的患者腦成像，并納入年齡與性別相匹配的健康人，發(fā)現(xiàn)患者視放射的FA值較健康人減低6.9%，這有可能是繼發(fā)性華勒變性。MS-ON和NMOSD-ON臨床上是很難鑒別的，有學者研究DKI發(fā)現(xiàn)NMOSD組的MK、RK、MD、ADC明顯低于MS-ON組，以MK＜0.843作為神經(jīng)脊髓炎相關性急性ON的診斷標準，敏感度最高(90.5%)，而以RK＜0.784作為診斷標準，特異度最高(91.3%)[13]，DKI有助于鑒別MS-ON和NMOSD-ON。利用DTI技術研究缺血性視神經(jīng)病，結(jié)果顯示患側(cè)神經(jīng)ADC、RD值相比對側(cè)和健康人增加，F(xiàn)A值相比對側(cè)和健康人減低[14]，可能是缺血造成的髓鞘損傷。眼眶炎性病變常見的是甲狀腺眼病，增粗的眼內(nèi)肌，眶尖區(qū)壓迫視神經(jīng)，影響突觸的傳遞和血液循環(huán)，影響視神經(jīng)的代謝，加重視神經(jīng)損傷，研究發(fā)現(xiàn)甲狀腺眼病患者視神經(jīng)FA值減低[15]。有趣的是另一研究發(fā)現(xiàn)甲狀腺眼病視神經(jīng)的FA值卻是增加的[16]，增加的機制有待研究。眼眶是一個固定的骨性結(jié)構(gòu)，腫瘤的生長占據(jù)一定的空間，尤其體積大的腫瘤對視神經(jīng)會產(chǎn)生一定的壓迫，導致視神經(jīng)髓鞘受損，水分子受髓鞘的限制減低，表現(xiàn)為患側(cè)視神經(jīng)FA值顯著減低[17-19]。綜上所述，不管是視神經(jīng)本身的病變還是眼眶內(nèi)病變視神經(jīng)的損傷，擴散加權(quán)磁共振成像在視神經(jīng)的臨床研究中都有一定價值。希望以后能發(fā)現(xiàn)更有意義的病理機制。

1.3 磁共振擴散加權(quán)成像技術在視交叉及以上病變的研究進展

視交叉及以上病變常見的原因是腫瘤、血管性病變等，腫瘤如垂體瘤、顱咽管瘤、鞍結(jié)節(jié)腦膜瘤、枕葉腫瘤。垂體位于鞍區(qū)，與顱內(nèi)視神經(jīng)和視交叉解剖關系近，垂體增大，很容易損傷到視神經(jīng)或視交叉，并對后視路產(chǎn)生繼發(fā)性影響。研究發(fā)現(xiàn)垂體腺瘤患者初級視覺皮層厚度減低，視束和視輻射FA值減低，視輻射MD增加，擴散指數(shù)與眼科檢查結(jié)果具有顯著相關[20]。利用DTI可以定量評估視神經(jīng)微觀結(jié)構(gòu)的改變以及垂體瘤切除后視力恢復程度的預測，研究結(jié)果顯示術后FA值增加越大，MD值下降越多，視覺恢復越好[21]。枕葉腫瘤會損傷視輻射，Zhang等[22]發(fā)現(xiàn)，相對健康對照組，枕葉腫瘤患者瘤周的FA降低、MD增加；擴散張量纖維束成像(dif f usion t ensor tr actogr aphy，DTT)結(jié)果顯示纖維有移位的、中斷的、浸潤的。血管性病變?nèi)缒X卒中，枕葉腦卒中后，中心腦梗死區(qū)血流急劇減少的細胞迅速死亡，梗死灶內(nèi)膝距束纖維FA值減低、MD值增高，表明軸突衰減和排列的改變[23]。綜上所述，后視路區(qū)域的病變時，后視路神經(jīng)纖維的FA值都減低、MD增加，F(xiàn)A值和MD值有成為評估后視路生物標志物的潛能。

2 血氧水平依賴功能磁共振成像技術簡介

血氧水平依賴(bl ood oxygen l evel dependent，BOLD)功能磁共振成像是利用脫氧血紅蛋白作為體內(nèi)的天然對比劑，實時監(jiān)測腦內(nèi)的血氧，血氧的改變間接反映局部神經(jīng)元活動的無創(chuàng)性成像方法。血氧水平依賴的功能磁共振成像包括任務態(tài)和靜息態(tài)功能MRI。任務態(tài)需要精細的實驗設計及相關的刺激設備，靜息態(tài)功能磁共振成像不需要做特殊的任務、復雜的實驗設計，只需要被檢查者安靜的躺在檢查床上，目前常用的研究是局部一致性(regional homogeneity，ReHo)、低頻振蕩波幅(ampl it ude of l ow f r equency f l uct uat ion，ALFF)、功能連接(f unction connect ion，F(xiàn)C)。

2.1 腦功能成像技術在視網(wǎng)膜病變的研究進展

視網(wǎng)膜靜脈阻塞是世界上第二大致盲性視網(wǎng)膜血管疾病，其發(fā)病率僅次于糖尿病視網(wǎng)膜病變。視網(wǎng)膜靜脈阻塞患者靜息狀態(tài)下腦自發(fā)神經(jīng)活動發(fā)生改變，視網(wǎng)膜靜脈組雙側(cè)小腦、右側(cè)腦干、左側(cè)島葉的f ALFF值較對照組明顯升高，右側(cè)距狀溝、丘腦及左側(cè)舌回f ALFF值較對照組降低[24]，小腦參與軀體平衡、視覺空間構(gòu)想的調(diào)控，視網(wǎng)膜靜脈阻塞患者視力下降，小腦代償性活動增加，島葉活動增加可能與患者異常緊張焦慮情緒有關，距狀溝、丘腦等的減低可能與光信號輸入減少，產(chǎn)生的神經(jīng)沖動減弱。視網(wǎng)膜接收外界光源，將光信號轉(zhuǎn)化為神經(jīng)信號，當視網(wǎng)膜色素出現(xiàn)病變時，光信號不能很好地轉(zhuǎn)化成神經(jīng)沖動，視覺皮質(zhì)區(qū)域內(nèi)和區(qū)域間功能連接性會發(fā)生改變[25]，與健康組相比，色素性視網(wǎng)膜炎患者雙側(cè)舌回/小腦后葉的ReHo值明顯降低。舌回位于初級視覺皮層，負責接收來自視網(wǎng)膜的信號，色素性視網(wǎng)膜炎使初級視覺皮層發(fā)生重組；與健康組相比，色素性視網(wǎng)膜炎組雙側(cè)舌回/小腦后葉和雙側(cè)舌回/楔葉的正性功能連接明顯降低，可能是視網(wǎng)膜信號輸入減少，導致視覺皮層正性功能連接減少。視網(wǎng)膜脫離時，視覺相關腦區(qū)會出現(xiàn)異常自發(fā)的腦活動[26]，和健康人相比，枕葉和額中回的低頻振幅的幅度減低，枕葉是處理視覺信號的重要部位，枕葉出現(xiàn)異常可能是視網(wǎng)膜神經(jīng)上皮細胞從視網(wǎng)膜色素上皮脫離，視覺信號轉(zhuǎn)化障礙，視覺皮層的功能受損；與健康人相比，顳下回和眶額上ALFF值增加，顳下回是背部視覺通路的重要組成部分，參與視覺處理的過程，背部視覺通路有關功能障礙可能與視網(wǎng)膜脫離有關。綜上所述，視網(wǎng)膜病變是會影響到部分腦區(qū)功能的。

2.2 腦功能成像技術在視神經(jīng)病變的研究進展

Sacco等[27]研究MS-ON發(fā)現(xiàn)默認網(wǎng)絡的FC的改變與MS患者的認知功能相關，視覺網(wǎng)絡的FC的改變與視神經(jīng)炎的恢復狀況有關；NMOSD靜息態(tài)腦功能研究發(fā)現(xiàn)患者視覺腦區(qū)同步性高于健康人[28]；韓永良等[29]利用靜息態(tài)腦功能連接密度的方法研究視神經(jīng)脊髓炎和健康人之間的變化，結(jié)果顯示功能連接密度增加以左側(cè)小腦半球為主，減低主要包括雙側(cè)額葉、左側(cè)舌回、雙側(cè)小腦半球，這些增加或減低的腦區(qū)可能與患者肢體、認知功能障礙有關。非動脈炎性視前部缺血性視神經(jīng)病變患者靜息態(tài)腦功能成像，與健康人相比，患者額中回ALFF值減低、Reho增高，患者島葉、右側(cè)額下回ALFF值減低，楔前葉ALFF值增高，左側(cè)扣帶中回、左側(cè)顳上回和左側(cè)頂下小葉的ReHo值增高，右側(cè)舌回、左側(cè)殼核/扁豆狀核和左側(cè)頂上小葉的ReHo值降低[30-31]，異常的ALFF提示這些區(qū)域功能受損；同時患者默認網(wǎng)絡中的部分腦區(qū)Reho升高或降低，降低的區(qū)域可能是由非動脈炎視前部缺血導致默認網(wǎng)絡的損傷，而增高的區(qū)域可能是補償?shù)撵o息狀態(tài),維護內(nèi)部網(wǎng)絡的穩(wěn)定性。綜上所述，視神經(jīng)病變不僅會影響到視覺網(wǎng)絡還會影響到默認網(wǎng)絡。

2.3 腦功能成像技術在視交叉及以上病變的研究進展

這部分腦功能研究較少，主要以垂體瘤損傷視力對腦功能影響的研究[32-33]，垂體瘤患者的部分區(qū)域自發(fā)腦活動的Reho發(fā)生改變，與視覺相關的網(wǎng)絡模式也發(fā)生改變[33]，視交叉解除壓迫后，隨著視力的恢復，局部腦功能連接強度增加[32]，說明術后視力的恢復與相鄰神經(jīng)元連接增加有關；在全腦網(wǎng)絡水平，左V5為種子點，V5與左側(cè)V1、右側(cè)眶額回和左側(cè)后緣上回功能連接強度較術前明顯增加[32]，超出視覺皮層區(qū)域功能連接增強，有可能與視覺恢復、人的溝通能力增加所致。

總之，為了與世界有效的互動，大腦需要微調(diào)其結(jié)構(gòu)和功能，也就是所謂可塑性，Binda等[34]利用7.0 T磁共振機器掃描高分辨血氧水平依賴磁共振功能成像，用不透光的布塊遮住成年人單眼2 h，然后行腦功能掃描，結(jié)果顯示同側(cè)的視覺皮質(zhì)興奮性增高，通過增加活動來彌補輸入的不足；Col l ins等[35]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過幾周到幾個月的視覺剝奪后，這些大腦區(qū)域中對被剝奪的眼睛做出反應的神經(jīng)元數(shù)量和整體活動都有所減少，這些由剝奪引起的變化在剝奪的眼睛恢復正常感覺經(jīng)歷數(shù)年后依然存在。這些研究發(fā)現(xiàn)對指導兒童視覺障礙盡早進行矯正和治療提供理論依據(jù)。

3 總結(jié)與展望

視覺是人類感受外界環(huán)境的重要條件，視覺通路是一個有機整體，任何部位出現(xiàn)病變都會影響視物，要用整體的思維研究視物障礙。隨著科學技術的發(fā)展，醫(yī)學檢查設備不斷改進，功能磁共振檢查也快速發(fā)展，為研究視路提供條件，磁共振擴散成像和腦功能成像檢查無創(chuàng)、客觀；功能磁共振成像有望挖掘更多視路病變的病理機制，發(fā)現(xiàn)更多的預測生物標志物，在患者有臨床癥狀之前作出診斷，提高有效精準治療。

作者利益沖突聲明：全體作者均聲明無利益沖突。