彌散張量成像及皮質脊髓束示蹤技術的臨床應用進展

　　隨著MRI技術的發展，彌散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）在中樞神經系統疾病中得到廣泛應用，不僅可以通過多個數據參數進行量化評估各疾病相關纖維束的損傷類型和預后；還可通過纖維束示蹤技術（diffusion tensor tracking，DTT）在活體上以三維形式顯示白質纖維束的空間走形，用于指導手術，以更好地保護重要纖維束。基底節區出血以皮質脊髓束（corticospinal tract，CST）損傷引起偏癱等為主要臨床表現。

　　近年來，基于DTI技術對CST進行定量、定性的研究逐漸增多，意在提高臨床干預能力以及預測病情轉歸。本文就該技術在基底節區出血的應用進展進行綜述。

　　1.常用評估CST的DTI參數

　　DTI定量研究最主要的參數是各向異性分數（fractional anisotropy，FA）。CST在血腫的直接壓迫和繼發損害下發生典型的華勒變性，FA值對于這種變化極為敏感，可對神經束的微觀結構進行定量觀察，反映白質纖維的完整性。為提高評估和預測病程進展情況，FA值需要參考正常組織數值。非基底節區出血人群數值和病變對側數值可作為較好的對比指標，但仍有不足之處，如非基底節區出血人群存在變異和原發疾病干擾等，病灶對側無法排除疾病進展過程中同時受影響。

　　CST病灶側與對側FA比率（ratio of FA，rFA）是目前應用較為廣泛的指標，可揭示CST微觀結構的改變，結合神經學量表如美國國立衛生研究院卒中量表（National Institutes of Health stroke scale，NIHSS）評分、改良Rankin量表評分等可對病人運動功能及康復情況進行有效評估。為更直觀地了解CST損傷情況，在薄層DTI影像中選取兩個及以上感興趣區域（regions of interest，ROI），多為中央前回、內囊后肢和橋腦基底部，以FA值為基礎利用影像計算軟件（如dTVⅡ）可對CST進行DTT，通過將不同顏色的CST走形圖與解剖圖像融合，可更直觀的顯示CST的空間位置和邊界，明確神經纖維與周圍毗鄰解剖的關系，有利于術前規劃和評估手術療效。

　　重建顱神經與腫瘤組織的關系，利于術中保護這些神經纖維，但目前DTI及算法仍存在局限性，尤其是在病理條件下，FA值受組織水腫、移位、侵襲以及ROI選取等多因素影響，重建后結果可能存在差異。

　　2.基底節區出血后CST損傷的評估和康復預測

　　2.1DTT半定量應用

　　DTT影像立體直觀，為CST損傷的直接評估帶來優勢。Jung和Jang通過DTT空間構圖將CST損傷分為完整、部分中斷和全部中斷，CST完整者臨床肢體運動障礙相對輕，恢復快且良好；而完全中斷者運動障礙程度較重，恢復慢而困難。然而，這些構建的纖維束并不是真正解剖意義的纖維數量，只能反映特定空間內的相對數量。李靜等提出將CST相對剩余目數以受累程度（involvement scale，IS）對CST損傷等級行半定量劃分，IS值與6個月后Fugl-Mever評分存在較高的相關性。

　　相對剩余CST目數對于預判急性期病人CST損傷狀況和運動功能恢復的精度有所提高，但并不能精確定量CST損傷的數量，只能算半定量評估。還有學者將DTT結合病理類型進一步劃分，將水腫、移位等因素加入分型，聯合FA值闡明基底節出血后CST損傷的內在變化規律，提高了半定量評估急性期CST損傷和運動功能轉歸的準確性。

　　2.2定量FA指標的ROI選取

　　基底節區出血可破壞CST的完整性，通過對受損區域和受損以下區域的FA值進行定量可描述其完整性。有學者通過對血腫周圍內囊區的CST計算rFA，認為內囊區rFA>0.8的病人3個月后運動功能恢復最好。Kusano等對比大腦腳和橋腦區域rFA，當比值<0.85則預示病人肢體運動功能恢復較差。Jang和Kwon將ROI定位在紅核區域，發現患側FA值不僅減小，且對側FA值有增加，肢體肌力的遠期恢復與ROI選取有高度相關性。目前，一般認為因內囊受損區受血腫和繼發水腫等多方面因素干擾，大腦腳或腦橋區等CST遠端FA的取值則更為客觀，且通過對大腦腳或腦橋區多個ROI數值統計還可將人為任意因素控制在一定的量化范圍，可減少誤差。

　　2.3定量FA指標的時間節點選取

　　FA值時間節點的選取根據疾病進展分為急性期、亞急性期和慢性期。Kuzu等認為發病3d內急性期FA值可預測神經功能的康復情況，若在超早期血管性水腫之前FA值和運動功能的關系可更為密切，但實際并不能完成。Puig等比較發病12h、3d及1個月FA值與NIHSS評分，認為12h內FA值對于評估運動功能恢復最為有效，但急性期內病人往往不能配合長時間的MRI檢查，尤其是重癥病人，并且FA值受急性期血腫、水腫等影響較大，臨床實用意義不大。Wang等認為2周后病灶側FA值顯著低于對側，比3d內FA值更能預測預后。

　　目前，多采用2周后rFA值以避開水腫期進行肢體運動功能評估，并在手術和非手術病人中得到有效證實。因此，慢性期CST得以修復重塑，其ROIFA值對于預測肢體運動康復情況有局限性，但對比先前數值或正常人群數值可反映病情恢復的速度及療效。

　　3.DTT對基底節區出血手術的評價和指導

　　3.1評價手術效果

　　手術清除血腫是治療基底節區出血的重要手段。傳統觀念認為應在血腫距離皮層最近的通道操作，但出血后CST常受壓移位，避開纖維束的手術通道可減少醫源性損傷的幾率，提高手術效果。Heish等報道1例應用DTT指導基底節區出血手術，認為可對損傷的CST提供有效保護，提高運動能力評分。Wu等通過入院時DTT結合常規解剖圖對丘腦出血進行微創手術，術后2周再次行DTT檢查，發現相對剩余CST數較入院時有所增加，肢體肌力和NIHSS評分也顯著提高。

　　Lee等在中等量（20~40ml）橋殼出血手術中證實DTT對于CST纖維束的恢復有利，且在手術干預方面有積極作用，可加快病人運動功能康復。近幾年，有國內學者也進行了相關研究，認為基于DTT的合理微創手術有助于CST的保護。夏鷹等認為CST損傷1~3級病例早期微創手術有利于改善預后，為術前預判和手術方案提出分類方法，以期個體化治療。潘旭炎等比較軟管置入與開顱手術，發現術后2周和6個月相對剩余CST數均優于術前，軟管置入優于開顱手術。

　　3.2多技術融合對手術的指導

　　基于DTT的微創手術能盡可能避開CST并加以保護，為手術微創治療提供更為客觀的參考標準，對于圍手術期制定診療方案起到積極的作用。但DTT在基底節區出血手術入路中的應用主要集中在手術效果的預測和遠期預后的評估，而具體到如何進行指導手術并保護CST的文獻甚少。近來，有血腫將其與神經導航技術相融合。Cho等將123例腦腫瘤病人的單一或多組纖維束DTT導入神經導航系統，用于術中指導腫瘤切除，降低了腫瘤殘余率，減輕了術后神經功能惡化，證實DTT功能導航可以最大限度的切除腦腫瘤，但仍有其局限，如纖維束的移位等。

　　Roh等在靠近CST的囊性腫瘤上應用DTT分析腫瘤邊緣與CST的距離，并將數據導入神經導航系統，在引導下開顱抽吸囊液并切除腫瘤，降低了CST等重要結構損傷的風險，更新了囊性腫瘤根治性手術的概念。然而，DTT融合神經導航技術主要應用于顱內腫瘤，絕大多數學者認為術中可清晰顯示腫瘤與纖維束的比鄰關系，有利于病灶的切除，并降低纖維束的醫源性損傷幾率，尚未見基底節區出血手術的應用報道，這可能與術前病人難于配合長時間檢查和各研究中心的病種量有關。

　　4.不足與展望

　　DTI和DTT能在術前對CST損傷進行評估，并指導手術清除血腫，能半定量預測遠期肢體肌力康復情況，在臨床應用中越來越廣泛，但仍有不足之處，如FA算法存在人為選擇局限，且受多種因素影響，如血腫周圍水腫及移位等；重建CST降低了精確度，與實際解剖仍有較大差距；基底節區出血不僅破壞了CST的完整性，對皮層下核團亦有破壞如尾狀核、殼核、丘腦核等，這些核團在康復過程中同樣重要，但該技術并不能顯示這些核團受破壞和侵蝕的程度。相信隨著研究的深入，該技術不僅能提高對基底節區出血病理生理過程和治療方向的認識，也能夠結合其他技術如神經導航、腦灌注成像等為臨床提供確切的指導。